DE10233841B3

DE10233841B3 - Leistungsschalter mit Antriebsmechanismus und Energiespeicher zur Bereitstellung der Antriebsenergie

Info

Publication number: DE10233841B3
Application number: DE2002133841
Authority: DE
Inventors: Christian Klocke
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-07-20

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter (1) mit einem Antriebsmechanismus (2), einem mit dem Antriebsmechanismus (2) verbundenen Energiespeicher (4a) zur Bereitstellung einer für einen Schaltvorgang des Leistungsschalters (1) benötigten Antriebsenergie, wobei der Energiespeicher (4a) eine Auslöseeinrichtung (5a) aufweist, die bei einer Ansteuerung durch ein Auslösesignal (S) den Energiespeicher (4a) zur Abgabe seiner Antriebsenergie veranlasst. DOLLAR A Um bei einem solchen Leistungsschalter (1) den Wert der vom Energiespeicher (4a, 4b) bereitgestellten Antriebsenergie besonders einfach und kostengünstig an den Energiebedarf des Leistungsschalters (1) anzupassen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mit dem Energiespeicher (4a) über eine mechanische Koppeleinrichtung (3) ein weiterer Energiespeicher (4b) mit einer weiteren Auslöseeinrichtung (5b) verbunden ist, wobei die weitere Auslöseeinrichtung (5b) bei Ansteuerung durch das Auslösesignal (S) den weiteren Energiespeicher (4b) zur Abgabe seiner Antriebsenergie veranlasst.

Description

Leistungsschalter in Hoch-, Mittel- oder Niederspannungsschaltanlagen werden üblicherweise jeweils mittels einer speziellen Antriebsvorrichtung zwischen ihren einzelnen Schaltstellungen umgeschaltet. Zur Bereitstellung der benötigten Antriebsenergie für den Leistungsschalter weist ein solcher Antrieb typischerweise einen Energiespeicher, beispielsweise einen Federspeicher, auf. Ein solcher Federspeicher weist im Wesentlichen ein Federelement, einen Mechanismus zum Spannen des Federelementes, beispielsweise einen Elektromotorantrieb, sowie ein durch das Federelement bewegbares Kraftübertragungselement auf, um den Leistungsschalter mechanisch ansteuern zu können. Weiterhin sind als Energiespeicher in diesem Sinne auch sämtliche üblicherweise im Zusammenhang mit Leistungsschaltern eingesetzte Energiespeicher zu verstehen, beispielsweise hydraulisch arbeitende Energiespeicher.

Um einen Energiespeicher an den Energiebedarf und das Schaltverhalten des jeweiligen Leistungsschalters anzupassen, ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 196 09 407 A1 bekannt, einen Federspeicher als Energiespeicher mit mehreren Federelementen und entsprechend angeordneten Schwenklagern zur Kraftübertragung zwischen den einzelnen Federelementen solchermaßen auszugestalten, dass eine beliebige mechanische Parallel- oder Reihenschaltung bzw. eine Kombination aus beiden Schaltungsmöglichkeiten der einzelnen Federelemente untereinander ermöglicht wird. Bei dem bekannten Federspeicher werden die einzelnen Federelemente über die Schwenklager innerhalb eines Federspeichers, der nach außen hin ein eigenständiges Bauteil darstellt, miteinander mechanisch gekoppelt. Ferner wird in der genannten Druckschrift die Möglichkeit angesprochen, durch eine Bestückung des Federspeichers mit unterschiedlich starken Federelementen eine Anpassung des Federspeicher an den jeweiligen Leistungsschalter vorzunehmen.

Die Erfindung geht von einem Leistungsschalter dieser Art aus, betrifft also einen Leistungsschalter mit einem Antriebsmechanismus, einem mit dem Antriebsmechanismus verbundenen Energiespeicher zur Bereitstellung einer für einen Schaltvorgang des Leistungsschalters benötigten Antriebsenergie, wobei der Energiespeicher eine Auslöseeinrichtung aufweist, die bei einer Ansteuerung durch ein Auslösesignal den Energiespeicher zur Abgabe seiner Antriebsenergie veranlasst, und stellt sich die Aufgabe, einen solchen Leistungsschalter derart auszugestalten, dass eine Anpassung der bereitgestellten Antriebsenergie an den Energiebedarf des jeweiligen Leistungsschalters auf besonders einfache und gleichzeitig kostensparende Weise erfolgen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Leistungsschalter der eingangs genannten Art erfindungsgemäß solchermaßen ausgestaltet, dass mit dem Energiespeicher über eine mechanische Koppeleinrichtung ein weiterer Energiespeicher mit einer weiteren Auslöseeinrichtung verbunden ist, wobei die weitere Auslöseeinrichtung bei Ansteuerung durch das Auslösesignal den weiteren Energiespeicher zur Abgabe seiner Antriebsenergie veranlasst. Auf diese Weise kann besonders vorteilhaft mit bereits entwickelten und in ihrer Anwendung gängigen Energiespeichern gearbeitet werden. Beispielsweise kann auf diese Weise für einen Leistungsschalter im Hochspannungsbereich mit besonders hohem Antriebsenergiebedarf durch einfaches Zusam menschalten zweier oder mehrerer vorhandener Energiespeicher die benötigte Antriebsenergie bereitgestellt werden. Für solche Leistungsschalter mit besonders hohem Antriebsenergiebedarf müsste ansonsten mit hohem maschinenbautechnischem Aufwand und Materialbedarf ein entsprechender Energiespeicher konstruiert werden. Dies ist häufig auch wegen der geringen verkauften Stückzahlen solcher Antriebe wirtschaftlich wesentlich ineffektiver als das Zurückgreifen auf mehrere vorhandene Energiespeicher und deren Zusammenschalten zum Erreichen der geforderten Antriebsenergie.

Vorteilhafterweise stellt jeder Energiespeicher denselben Wert der Antriebsenergie bereit. Auf diese Weise lässt sich eine symmetrische Belastung zwischen den einzelnen Energiespeichern und an der Koppeleinrichtung zwischen den Energiespeichern erreichen. Außerdem weisen Energiespeicher derselben Antriebsenergie im Wesentlichen übereinstimmende Eigenschaften bezüglich ihrer Auslösegeschwindigkeit und ihres Weg/Zeit-Verhaltens auf, so dass hier keine weiteren Anpassungen nötig sind.

Alternativ kann es allerdings auch von Vorteil sein, dass die Energiespeicher unterschiedliche Werte der Antriebsenergien bereitstellen. Auf diese Weise kann nämlich eine besonders genaue Anpassung der gesamten Antriebsenergie an den jeweiligen Leistungsschalter erfolgen, wenn man beispielsweise einen Energiespeicher mittlerer Antriebsenergie und einen Energiespeicher hoher Antriebsenergie zusammenschaltet. Durch die somit mögliche Vermeidung von überdimensionierten Energiespeichern können zudem Kosten eingespart werden.

Ferner kann ein erfindungsgemäßer Leistungsschalter solchermaßen ausgestaltet sein, dass die mechanische Koppeleinrich tung eine Koppelstange ist. Mittels einer Koppelstange lässt sich die mechanische Kopplung zwischen den einzelnen Energiespeichern besonders einfach bewerkstelligen.

Alternativ dazu sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die mechanische Koppeleinrichtung eine Antriebswelle ist. Die einzelnen Energiespeicher treiben in diesem Falle nebeneinander geschaltet dieselbe Antriebswelle an. Mittels dieser Antriebswelle wird die Antriebsenergie an den Antriebsmechanismus des Leistungsschalters übertragen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist in
1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Leistungsschalters mit einem Antriebsmechanismus und zwei über eine Koppelstange verbundenen Energiespeichern und in
2 eine schematische Darstellung einer weiteren Möglichkeit zur mechanischem Kopplung der Energiespeicher angegeben.
In 1 ist schematisch ein Leistungsschalter 1 dargestellt, mit dem ein in der Figur nicht gezeigter Laststromkreis geschlossen bzw. unterbrochen werden kann. Mit dem nur schematisch angedeuteten beweglichen Kontakt 1a des Leistungsschalters 1 ist ein Antriebsmechanismus 2 verbunden. Über den Antriebsmechanismus 2 wird die jeweilige Veränderung des Schaltzustandes des Leistungsschalters 1 vorgenommen. Zur Bereitstellung der benötigten Antriebsenergie für den Leistungsschalter 1 sind mit dem Antriebsmechanismus 2 über eine Koppelstange 3 als mechanische Koppeleinrichtung ebenfalls über die Kopppelstange 3 mechanisch gekoppelte Energiespeicher 4a und 4b verbunden. Der Energiespeicher 4a weist eine Auslöseeinrichtung 5a auf, die bei einem anliegenden Auslösesignal S den Energiespeicher 4a zur Abgabe seiner Antriebsenergie veranlasst. Analog dazu weist der Energiespeicher 4b eine Auslöseeinheit 5b auf, die ebenfalls bei anliegendem Auslösesignal S den Energiespeicher 4b zur Abgabe seiner Antriebsenergie veranlasst.
Zum Verändern der Schaltstellung des Leistungsschalters 1 wird folglich durch eine in der Figur nicht dargestellte Ansteuereinrichtung, beispielsweise ein elektrisches Schutzgerät, ein Auslösesignal S erzeugt, das in geeigneter Weise den Auslöseinrichtungen 5a und 5b der Energiespeicher 4a bzw. 4b solchermaßen zugeführt wird, dass es zeitgleich an den beiden Auslöseeinrichtungen 5a und 5b anliegt. Die Auslöseeinheiten 5a und 5b können im Falle der Verwendung von Federspeicherantrieben als Energiespeicher 4a und 4b als Verklinkungsmechanismen ausgebildet sein. Bei anliegendem Auslösesignal an den Auslöseeinrichtungen 5a und 5b werden die zugehörigen Energiespeicher 4a und 4b zur gleichzeitigen Abgabe ihrer Antriebsenergie über die mechanische Koppelstange 3 an den Antriebsmechanismus 2 des Leistungsschalters 1 veranlasst. Über den Antriebsmechanismus 2 wird daraufhin der bewegliche Kontakt 1a des Leistungsschalters 1 in die entsprechende Schaltstellung versetzt.
2 zeigt eine alternative Möglichkeit zur mechanischen Kopplung der Energiespeicher 4a und 4b. Diese sind gemäß 2 nebeneinander entlang einer Antriebswelle 6 angeordnet. Bei Auslösung der Energiespeicher durch in der 2 nicht dargestellte Auslöseeinrichtungen analog zu den Auslöseeinrichtungen 5a und 5b gemäß 1 wird von den Energiespei chern 4a und 4b gleichzeitig eine Antriebsenergie in Form einer Rotation der Antriebswelle 6 um ihre Längsachse abgegeben und an den Antriebsmechanismus 2 des in der 2 nicht dargestellten Leistungsschalters 1 (vgl. 1) übertragen. Durch die Verwendung einer Antriebswelle 6 und die Anordnung der Energiespeicher entlang dieser Antriebswelle 6 lässt sich eine besonders platzsparende Möglichkeit zur mechanischen Kopplung der einzelnen Energiespeicher untereinander erreichen.
Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung zweier Energiespeicher zur Bereitstellung der benötigten Antriebsenergie für den Leistungsschalter beschränkt; in analoger Weise können beliebig viele Energiespeicher miteinander mechanisch gekoppelt werden, um die benötigte Antriebsenergie für den Leistungsschalter bereitzustellen.

Claims

Leistungsschalter (1) mit – einem Antriebsmechanismus (2), – einem mit dem Antriebsmechanismus (2) verbundenen Energiespeicher (4a) zur Bereitstellung einer für einen Schaltvorgang des Leistungsschalters (1) benötigten Antriebsenergie, wobei der Energiespeicher (4a) eine Auslöseeinrichtung (5a) aufweist, die bei einer Ansteuerung durch ein Auslösesignal (S) den Energiespeicher (4a) zur Abgabe seiner Antriebsenergie veranlasst, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Energiespeicher (4a) über eine mechanische Koppeleinrichtung (3) ein weiterer Energiespeicher (4b) mit einer weiteren Auslöseeinrichtung (5b) verbunden ist, wobei die weitere Auslöseeinrichtung (5b) bei Ansteuerung durch das Auslösesignal (S) den weiteren Energiespeicher (4b) zur Abgabe seiner Antriebsenergie veranlasst.
Leistungsschalter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Energiespeicher (4a, 4b) denselben Wert der Antriebsenergie bereitstellt.
Leistungsschalter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeicher (4a, 4b) unterschiedliche Werte der Antriebsenergien bereitstellen.
Leistungsschalter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Koppeleinrichtung (3) eine Koppelstange ist.
Leistungsschalter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Koppeleinrichtung (3) eine Antriebswelle ist.