DE1193132B

DE1193132B - Switchgear with high-performance fuses for short interruptions

Info

Publication number: DE1193132B
Application number: DES76611A
Authority: DE
Inventors: Alfred Blase
Original assignee: Sachsenwerk Licht und Kraft AG
Current assignee: VEM Sachsenwerk GmbH
Priority date: 1961-11-08
Filing date: 1961-11-08
Publication date: 1965-05-20

Description

Schaltgerät mit Hochleistungssicherungen zur Kurzunterbrechung Ein erheblicher Teil aller Leitungsfehler entsteht durch Lichtbogenkurzschlüsse, die zum größten Teil ohne Betriebsstörung durch Kurzunterbrechung beseitigt werden können: Für die Kurzunterbrechung, die auch im Mittelspannungsgebiet immer weitere Verbreitung findet, sind bisher ausschließlich Leistungsschalter mit einer entsprechend hohen Ausschaltleistung verwendet worden. Im Störungsfall trennt der durch ein Schutzrelais ausgelöste Leistungsschalter die fehlerhafte Leitung von der Stromquelle und schaltet nach einer kurzen spannungslosen Pause wieder ein. Besteht die Störung noch nach der Wiedereinschaltung, z. B. infolge eines Dauerfehlers wegen metallischer Berührung, so erfolgt die endgültige Ausschaltung. Da auch bei der zweiten Ausschaltung der Leistungsschalter mit der vollen Nennausschaltleistung belastet werden kann, werden an die Löscheinrichtung erhebliche Anforderungen gestellt. Das gleiche trifft naturgemäß auch auf die Antriebsvorrichtung zu. Um diesen. Anforderungen gerecht zu werden, bedarf es in der Regel besonderer Vorkehrungen.Switching device with high-performance fuses for short interruption on A significant part of all line faults is caused by arcing short circuits that for the most part can be eliminated by short interruptions without operational disruptions: For short breaks, which are also becoming more widespread in the medium-voltage area finds, are so far only circuit breakers with a correspondingly high Breaking capacity has been used. In the event of a fault, it is disconnected by a protective relay tripped circuit breaker removes the faulty line from the power source and switches on again after a short pause without tension. Does the fault persist? reclosing, e.g. B. as a result of a permanent fault due to metallic contact, this is how the final deactivation takes place. Since the second time the Circuit breaker can be loaded with the full rated breaking capacity made considerable demands on the extinguishing equipment. The same is naturally true also to the drive device. To this one. To meet requirements As a rule, special precautions are required.

Es ist bekannt, Schalter mit einer verhältnismäßig kleinen Ausschaltleistung, z. B. Leistungstrennschalter oder Lasttrennschalter, mit Hochleistungssicherungen auszurüsten, wenn diese Schalter in Netze eingesetzt sind mit einer die Ausschaltleistung der Schalter übersteigenden Kurzschlußleistung. Bei Ansprechen der Sicherungen wird der Schalter über eine Auslösevorrichtung ausgeschaltet.It is known to switch switches with a relatively small breaking capacity, z. B. circuit breakers or switch disconnectors, with high-performance fuses if these switches are used in networks with a breaking capacity the short-circuit power exceeding the switch. When the fuses respond, the switch is switched off via a release device.

Die Erfindung geht davon aus, die hohen Ausschaltleistungen moderner Sicherungen und ihre kurzen Eigenzeiten, die in den Grenzen der bei Mittelspannungsnetzen geforderten spannungslosen Pause von 0,2 bis 0,35 Sekunden liegt, für die Schaffung eines Schaltgerätes auszunutzen, das im Vergleich zu Leistungsschaltern mit weit weniger technischem Aufwand in der Lage ist, Kurzunterbrechungen durchzuführen. Dieser Gedanke ist an sich nicht neu.The invention assumes that the high breaking capacities are more modern Fuses and their short operating times, which are within the limits of medium-voltage networks required tension-free pause of 0.2 to 0.35 seconds for the creation of a switching device, which compared to circuit breakers with far less technical effort is able to carry out short interruptions. This thought is not in itself new.

Es sind einpolige Schaltgeräte mit zwei parallel nebeneinander oder übereinander und schräg zur Senkrechten angeordneten Sicherungen bekanntgeworden. Der untere Halter der Sicherungen ist drehbar gelagert, während das obere Ende der Sicherungen von einem mit dem Leitungsanschluß des Schaltgerätes verbundenen lösbaren Kontakt gehalten wird. Von den beiden Sicherungen ist jeweils immer nur eine in den Stromkreis eingeschaltet. Spricht diese Sicherung an, so wird die obere Kontaktverbindung freigegeben. Infolge ihrer Schräglage kippt die Sicherung nach unten, wobei der untere Halter die Einschaltung der zweiten Sicherung auslöst. Diese Art von Schaltgerät weicht grundlegend von den üblichen Bauformen ab. Bei Verwendung dieser Schaltgeräte für Kurzunterbrechung ist zu berücksichtigen, daß im Falle einer erfolglosen Kurzunterbrechung auf einen Kurzschluß geschaltet wird. Damit trotz dieser starken Belastung das Schaltgerät funktionsfähig bleibt, müssen die Schaltkontakte entsprechend bemessen und mit einer Schnelleinschaltvorrichtung versehen sein. Diese unumgänglichen Maßnahmen lassen sich wegen der Eigenart des Schaltgerätes mit üblichen und erprobten Hochspannungs-Schalteinrichtungen nicht verwirklichen. Es ist vielmehr eine besondere, die Herstellungskosten erhöhende Konstruktion und Ausbildung der Kontakteinrichtung erforderlich. Auch ist die Zusammenfassung des einpoligen Schaltgerätes zu einem dreipoligen dann nicht ohne weiteres möglich, wenn die Forderung einer allpoligen Umschaltung beim Ansprechen einer Sicherung gestellt ist.They are single-pole switching devices with two parallel side by side or Fuses arranged one above the other and at an angle to the vertical became known. The lower holder of the fuses is rotatably mounted, while the upper end of the Fuses of a detachable one connected to the line connection of the switching device Contact is kept. Only one of the two fuses is always in switched on the circuit. If this fuse responds, the upper contact connection is activated Approved. As a result of its inclination, the fuse tilts down, with the lower holder triggers the activation of the second fuse. That kind of switching device differs fundamentally from the usual designs. When using these switching devices for short interruptions it must be taken into account that in the case of an unsuccessful short interruption is switched to a short circuit. So despite this heavy load, the switching device remains functional, the switching contacts must be dimensioned accordingly and with a Rapid switch-on device must be provided. Leave these unavoidable measures due to the peculiarity of the switching device with conventional and proven high-voltage switching devices do not realize. Rather, it is a special one that increases the manufacturing costs Construction and training of the contact device required. Also is the summary the single-pole switching device to a three-pole then not easily possible, if the requirement of an all-pole changeover when a fuse triggers is posed.

Bei einem anderen bekannten, ebenfalls einpoligen Schaltgerät der gleichen Gattung, das jedoch mit drei Sicherungen bestückt ist, erfolgt die Umschaltung der Sicherungen mittels zweier um eine gemeinsame Achse schwenkbarer Trennmesser. In der Aus-Stellung liegen die Trennmesser unter Federdruck an einer aus Glas oder sonstigem Isolierstoff bestehenden Hülse an, die sich ihrerseits auf ein Anschlußstück der festen Schaltkontakte abstützt. Die Hülse enthält Schießpulver und eine Funkenstrecke, deren Leitungen mit den metallischen Kappen der Hülse leitend verbunden sind. Das beim Durchbrennen einer Sicherung entstehende unterschiedliche Potential zwischen den Kappen führt zu einem überschlag in der Funkenstrecke, der das Pulver entzünden soll. Die durch die Zerstörung der Hülse frei gewordene Feder schaltet das Trennmesser und damit die nächste Sicherung ein. Nicht nur, daß nach jedem Schaltvorgang die Hülsen ersetzt werden müssen, bilden diese auch eine Gefahr und eine zusätzliche Störungsquelle. Es liegt auf der Hand, daß diese Art der Auslösung eine mechanische Verbindung von drei dieser Schaltgeräte zwecks allpoliger Umschaltung beim Ansprechen einer Sicherung nicht zuläßt.In another known, also single-pole switching device of the The switchover takes place of the same type, but which is equipped with three fuses of the fuses by means of two cutting blades that can be pivoted about a common axis. In the off position, the cutting knives are under spring pressure on one made of glass or other insulating material on existing sleeve, which in turn is on a connector the fixed switching contacts is supported. The case contains gunpowder and a spark gap, the lines of which are conductively connected to the metallic caps of the sleeve. That when a fuse blows different potentials between the caps leads to a flashover in the spark gap, which ignites the powder target. The spring released by the destruction of the sleeve switches the cutting knife and with it the next backup. Not only that after every switching operation the sleeves need to be replaced, these also constitute a hazard and an additional one Source of interference. It is obvious that this type of release is mechanical Connection of three of these switching devices for the purpose of all-pole switching when responding a backup does not allow.

Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Sie betrifft ein Schaltgerät mit mehreren Hochleistungssicherungen je Phase zur Kurzunterbrechung und mit einer Auslösevorrichtung, die bei Ansprechen einer oder mehrerer Sicherungen die selbsttätige Einschaltung der nächsten Sicherungen in den Stromkreis bewirkt. Das erfindungsgemäße Schaltgerät ist dadurch gekennzeichnet, daß an dem nach Art eines Trennschalters mit schwenkbaren Trennmessern ausgebildeten Schaltgerät pro Pol mehrere, vorzugsweise zwei, parallel übereinander angeordnete Sicherungen angebracht sind und daß das Schaltgerät für die Sicherungen der oberen Reihe einen zusätzlichen, auf der Kreisbahn der Trennmesser liegenden Ruhekontakt erhält und daß bei Ansprechen einer der mit einem Schlagstift versehenen Sicherungen der oberen Reihe über ein Auslösegestänge die Verklinkung einer die Schalterwelle zur Umschaltung der Trennmesser antreibenden Feder gelöst wird.These disadvantages are avoided by the invention. She concerns a switching device with several high-performance fuses per phase for short interruptions and with a trip device that triggers one or more fuses causes the next fuses in the circuit to switch on automatically. The switching device according to the invention is characterized in that according to Art a disconnector with swiveling disconnection knives trained switching device pro Pole attached several, preferably two, fuses arranged in parallel one above the other and that the switching device for the fuses in the top row has an additional receives normally closed contact lying on the circular path of the separating knife and that when responding one of the top row fuses with a striker Trigger linkage the latching of the switch shaft to switch the cutting knife driving spring is released.

Durch die Verwendung eines Trennschalters mit schwenkbaren Trennmessern als Grundelement ergibt sich ein einfacher Aufbau des Schaltgerätes. Vorteilhaft ist der aus Isoliermaterial von ausreichender mechanischer Festigkeit bestehende Träger des festen Ruhekontaktes so ausgebildet, daß er auch den einen Klemmkontakt der oberen Sicherung trägt und an dem den Umschaltkontakt tragenden Stützer befestigt werden kann.By using a circuit breaker with swiveling cutting blades The basic element is a simple structure of the switching device. Advantageous is the one made of insulating material of sufficient mechanical strength Carrier of the fixed break contact designed so that it also has a clamping contact the upper fuse and attached to the support carrying the changeover contact can be.

In den meisten Fällen wird ein Leitungsfehler, sofern nicht ein metallischer Kurzschluß vorliegt, durch eine einmalige Kurzunterbrechung beseitigt. Dementsprechend genügt im allgemeinen der Anbau von zwei Sicherungen pro Schalterpol.In most cases it will be a line fault, unless a metallic one There is a short circuit, eliminated by a single short interruption. Accordingly In general, it is sufficient to install two fuses per switch pole.

A b b.1 zeigt eine Seitenansicht und A b b. 2 eine Frontansicht des erfindungsgemäßen Schaltgerätes. Es besteht im wesentlichen aus einem Trennschalter der üblichen Bauart, dessen Trennmesser l in den Schaltstücken 2 schwenkbar gelagert sind. Die Trennmesser sind durch Schaltstangen 3 mit den auf der Schaltwelle 4 festsitzenden Hebeln 5 verbunden. Neben den von den Stützem 6 getragenen festen Umschaltkontakten 7 ist je ein weiterer Ruhekontakt 8 vorhanden. Das Tragstück 9 für das zusätzliche Schaltstück ist mittels des Trägers 10 aus Isoliermaterial an der Armatur 11 des Stützers 6 befestigt. Der Träger kann aus Hartpapier, Kunstharz od. dgl., also aus einem Isolierstoff mit hoher mechanischer Festigkeit bestehen. Mit 12 und 13 sind die jedem Pol des Schaltgerätes zugeordneten beiden Sicherungen bezeichnet. Die oberen Klemmkontakte 14 und 15 der Sicherungen werden von den Stützern 16 getragen. Sie sind jeweils elektrisch mit der Anschlußfahne 17 verbunden. Die unteren Klemmkontakte 18 der Sicherungen 13 sind an den Anschlußstücken 20 der festen Umschaltkontakte 7 und die unteren Klemmkontakte 19 der Sicherungen 12 an den Tragstücken 9 angeschraubt. Das Schaltgerät arbeitet wie folgt: In der ausgezogen gezeichneten Stellung der Schaltmesser 1 (A b b.1) ist der Schalter für Kurzunterbrechung bereit. Entsteht ein Kurzschluß in der Leitung, so sprechen die in der vorderen Reihe liegenden Sicherungen 12 an. Die frei werdenden Schlagstifte 21 betätigen die aus dem um die Achse 22 schwenkbaren Winkelhebel 23 und dem Gestänge 24 bestehenden Auslösevorrichtung. Dabei wird eine mit 25 angedeutete Verklinkung, welche die gespannte Schraubenfeder 26 (s. A b b. 2) hält, aufgehoben. Die sich entspannende Feder treibt die Schalterwelle an, so daß die Trennmesser 1 in die strichpunktiert gezeichnete Schaltstellung geschwenkt werden. Ist die Kurzunterbrechung erfolgreich, so kann der Schalter; ohne daß eine Stromunterbrechung stattfindet, wieder für eine neue Kurzunterbrechung bereitgemacht werden. Dies geschieht in folgender Weise: Zunächst wird das zusätzliche Trennmesser 27 z. B. mittels einer in die öse 28 eingreifenden Schaltstange gezogen. Die defekte Sicherung kann nun mit Hilfe einer aus Isoliermaterial bestehenden Zange ohne Gefahr gegen eine neue Sicherung ausgewechselt werden. Danach wird das zusätzliche Trennmesser 27 wieder eingeschaltet und damit auch die dieser Schaltstelle zugehörige Sicherung. Die Trennmesser 1 können nun stromlos umgeschaltet werden, wobei die Feder wieder gespannt wird. Der Schalter ist für Kurzunterbrechung wieder verwendungsfähig. In analoger Weise lassen sich bei einer erfolglosen Kurzunterbrechung sämtliche durchgebrannten Sicherungen auswechseln.A b b.1 shows a side view and A b b. 2 is a front view of the switching device according to the invention. It consists essentially of a disconnector of the usual type, the disconnection knife 1 of which is pivotably mounted in the contact pieces 2. The cutting knives are connected by shift rods 3 to the levers 5 fixed on the shift shaft 4. In addition to the fixed changeover contacts 7 carried by the supports 6 , there is a further break contact 8 each. The support piece 9 for the additional contact piece is fastened to the armature 11 of the support 6 by means of the carrier 10 made of insulating material. The carrier can be made of hard paper, synthetic resin or the like, that is to say of an insulating material with high mechanical strength. The two fuses assigned to each pole of the switching device are designated by 12 and 13. The upper clamping contacts 14 and 15 of the fuses are carried by the supports 16. They are each electrically connected to the terminal lug 17. The lower clamping contacts 18 of the fuses 13 are screwed to the connecting pieces 20 of the fixed changeover contacts 7 and the lower clamping contacts 19 of the fuses 12 are screwed to the support pieces 9. The switching device works as follows: In the position of switch blade 1 (A b b.1) shown in full line, the switch is ready for short interruptions. If a short circuit occurs in the line, the fuses 12 in the front row respond. The released striking pins 21 actuate the triggering device consisting of the angle lever 23 pivotable about the axis 22 and the linkage 24. In this case, a latching indicated by 25, which holds the tensioned helical spring 26 (see A b b 2), is canceled. The relaxing spring drives the switch shaft so that the cutting blades 1 are pivoted into the switching position shown in dash-dotted lines. If the short break is successful, the switch can; without a power interruption taking place, can be made ready again for a new short interruption. This is done in the following way: First, the additional cutting knife 27 z. B. pulled by means of a shift rod engaging in the eyelet 28. The defective fuse can now be exchanged for a new fuse with the help of pliers made of insulating material without risk. Then the additional cutting knife 27 is switched on again and thus also the fuse associated with this switching point. The cutting knives 1 can now be switched over without current, the spring being tensioned again. The switch can be used again for short interruptions. In the same way, all blown fuses can be replaced in the event of an unsuccessful short interruption.

Bei einer erfolglosen Kurzunterbrechung schalten die Trennmesser in der zweiten Schaltstelle auf den noch anstehenden Kurzschluß. Der dadurch entstehenden hohen Beanspruchung sind die Schaltkontakte bis zu einer ansehnlichen, in den meisten Fällen ausreichenden Kurzschlußleistung gewachsen. Es ist nämlich zu berücksichtigen, daß wegen der verhältnismäßig geringen Massen, die der Antrieb zu beschleunigen hat, eine hohe Schaltgeschwindigkeit ohne zusätzlichen Kraftaufwand erzielt wird. Es kommt hinzu, daß infolge der strombegrenzenden Wirkung der vorgeschalteten Sicherungen an der zweiten Schaltstelle die volle Kurzschlußleistung gar nicht auftritt.If the short interruption is unsuccessful, the cutting blades switch to the second switching point to the still pending short circuit. The resulting the switching contacts are up to a considerable load, in most of them Cases with sufficient short-circuit power. It must be taken into account that because of the relatively small masses that accelerate the drive has, a high switching speed is achieved without additional effort. In addition, as a result of the current-limiting effect of the upstream fuses the full short-circuit power does not occur at the second switching point.

Claims

Claims: 1. Switching device with several high-performance fuses for each phase for short interruptions and with a release device that reacts one or more fuses the automatic activation of the next fuses effected in the circuit, characterized in that at the type of a circuit breaker with pivotable cutting blades (1) formed switching device per pole several, preferably two fuses (12, 13) arranged in parallel one above the other are attached and that the switching device for the fuses (12) in the top row has an additional on the circular path of the separating knife (1) receives rest contact (8, 9) and that when one of the fuses (12) provided with a striker pin (21) triggers the upper row via a release linkage (23, 24) the latching of a switch shaft (4) to switch the cutting knife (1) driving spring (26) is released.

2. Switching device according to Claim 1, characterized in that the carrier (10) of the additional fixed break contact (8, 9) made of insulating material of sufficient mechanical strength consists, also the one terminal contact (19) of the upper fuse (12) and is attached to the support (6) carrying the changeover contact (7).

3. Switching device according to claim 1 and 2, characterized in that each switch pole a second, in the rest position connected in parallel to the first, separately operable Separating knife (27) is provided. References Considered: U.S. Patents No. 1503 269, 2189 588; “El. Times «of January 12, 1961, pp. 48 and 49.