DE2931459C2 - Trennschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Trennschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In neueren Jahren ist für elektrische Versorgungssysteme das Verbundnetzwerksystem entwickelt worden. In diesem System sind metallgekapselte Schaltstationen unvermeidlich, um den Raum für die Installation der Schaltstation zu verringern. In einer solchen Schaltstation ist ein Trennschalter vorgesehen, der dazu verwendet wird, die Hauptleitungen einer starkstromführenden Speiseleitung von einer elektrischen Anlage zu trennen, nachdem der Strom in der Speiseleitung durch andere Stromunterbrecher, so z. B. Vakuumschalter, unterbrochen worden ist. Dementsprechend werden in einer solchen Schaltstation im allgemeinen mehrere Trennschalter zusammen mit anderen elektrischen Anlagen, wie Stromunterbrechern und Transformatoren verwendet. Ferner ist in einer gekapselten Hochspannungs-Schaltstation auch noch eine Anzahl von Erdungseinrichtungen notwendig, um die elektrische Anlage zu erden, nachdem sie von den Speiselei-

tungen mittels der Stromunterbrecher und der Trennschalter getrennt ist.

Aus der DE-OS 14 65 937 ist ein Trennschalter bekannt, der drei feststehende Kontaktstücke aufweist Eines der Kontaktstücke ist mit der Speiseleitung, ein weiteres, und zwar das mittlere Kontaktstück mit der elektrischen Anlage und das dritte Kontaktstück mit Erde verbunden. Das Kontaktmesser isi kreisbogenförmig ausgebildet und an einem Schwenkarm befestigt In der Bctriebsstellung verbindet das Kontaktmesser die beiden spannungsführenden Kontaktstücke und kann aus dieser Stellung in einer Kreisbahn um den Drehpunkt dns Schwenkarmes so weit verdreht werden, daß es nunmehr das mit der elektrischen Anlage verbundene feststehende Kontaktstück und das Erdungskontaktstück miteinander verbindet Der Trennschalter ist gegenüber herkömmlichen Trennschaltern vorteilhaft bei denen Trennschalter und Erdungseinrichtungen jeweils als individuelle Einheiten ausgebildet sind. Jedoch ist hier ein relativ großer Schwenkradius des beweglichen Kontaktstückes notwendig, um die jeweiligen feststehenden Kontaktstücke paarweise miteinander zu verbinden. Außerdem ist die Führung des Schwenkarmes lediglich um die Drehachse relativ anfällig für mechanisches Spiel, was bei den vorgegebenen großen Radien zu ungenauer Führung des beweglichen Kontaktstückes führen kann. Außerdem muß bei diesem Trennschalter der Abstand zwischen der Hochspannungsanlage und den einzelnen stromführenden Leitern relativ groß sein, um Lichtbogenüberschläge zuverlässig zu verhindern.

In dem DE-GM 19 72 984 ist ein weiterer Trennschalter beschrieben, dessen Kontaktmesser selbst am Drehpunkt mit der elektrischen Speiseleitung verbunden ist. Das schwenkbare Kontaktmesser kann an seinem vom Drehpunkt entfernten Ende mit einem weiteren, mit der elektrischen Anlage verbundenen Kontaktstück verbunden werden und aus dieser Lage bei Bedarf geschwenkt werden, wobei es mit seinem Ende dann in einen Erdungskontakt einfährt. Bei diesem Trennschalter ist nicht vorgesehen, bei der Abschaltung des Stromes den mit der elektrischen Anlage verbundenen Kontakt ebenfalls mit dem Erdungskontakt zu verbinden. Die Tatsache, daß das Kontaktmesser selbst spannungsführend ist, bringt jedoch ferner den Nachteil mit sich, daß dieses Messer in einem relativ großen Isolierabstand von anderen Teilen der Hochspannungsanlage gehalten werden muß, um Lichtbogenüberschläge zu vermeiden.

Mit Trennschaltern der in Frage stehenden Art werden üblicherweise Mehrphasen-Anlagen geschaltet, wobei für jede Phase ein eigener Trennschalter bzw. eine Trennschaltereinheit notwendig ist. Aufgrund der notwendig einzuhaltenden Abstände zwischen spannungsführenden Teilen innerhalb der Trennschalter und der Hochspannungsar.lage wird eine aus mehreren derartigen Trennschaltern zusammengesetzte Schaltstation relativ großen Raum beanspruchen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trennschalter der in Frage stehenden Gattung anzugeben, der vergleichsweise wenig Raum in Richtung der Schaltbewegung benötigt, so daß auch bei Installationen voii Mehrphasen-Anlagen die Trennschalter und Erdungseinrichtungen auf sehr kleinem Raum angeordnet werden können.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Gemäß diesen Merkmalen sind die feststehenden Kontaktstücke des Trennschalters in einer linearen Reihe angeordnet und das Kontaktmesser des beweglichen Kontaktstückes ist fest mit einer Betätigungsstange verbunden, die ihrerseits parallelogrammartig drehbar in zwei Stützgliedern abgestützt ist und mittels des Antriebes der Betätigungseinrichtung in einer Kreisbewegung bewegbar ist Durcn diese Konstruktion benötigt der Trennschalter nur wenig Raum. Auch id mehrere Trennschalter keinen in einer Einheit z. B. für eine Mehrphasen-Anlage auf kleinem Raum untergebracht werden. Der Trennschalter arbeitet zuverlässig, ist wirtschaftlich herzustellen und leicht zu betreiben. Eine Schaltstation mit einem oder mehreren Trenn-Schaltern gemäß der Erfindung kann im Erdboden eingebaut werden. Außerdem kann der Trennschalter dahingehend modifiziert werden, daß damit auch relativ kleine Ströme geschaltet werden können.

Die angegebene Konstruktion ermöglicht es auch, in den Trennschalter auf einfache Weise ein Abreißkontaktglied zu integrieren, mit dem Lichtbogenströme unterbrochen werden.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
In der nachfolgenden Beschreibung ist die Konstruktionsweise und die Arbeitsweise einer Trennschalteranordnung gemäß der Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung stellt dar

jo F i g. 1 ein Schaltbild einer beispielhaften Schaltstation, in der eine Trennschalteranordnung verwendet ist;

F i g. 2 eine geschnittene Seitenansicht, in der die Teile einer Dreiphasen-Hochspannungs-Trennschalteranordnung für eine Phase dargestellt sind;
F i g. 3 eine geschnittene Aufsicht der Trennschalteranordnung längs der Linie IfI-III in F i g. 2;

F i g. 4 eine geschnittene Seitenansicht längs der Linie IV-IV in Fig.3 einer Trennschalter- und einer Erdungseinheit, die einen Teil der Trennschalteranordnung bilden;

F i g. 5 eine Seitenansicht einer Trennschalteranordnung, gesehen entlang der Linie V-V in F i g. 3;

F i g. 6 eine Seitenansicht eines Stützgliedes, das einen Teil einer Betätigungseinrichtung in einer Trennschalteranordnung bildet;

Fig. 7 bis 13 jeweils Seitenansichten entsprechend der F i g. 4 eines weiteren Ausführungsbeispieles, wobei in jeder Figur die Arbeitsweise einer Trennschaltereinheit dargestellt ist, die mit einem Abreißkontakt so ausgerüstet ist;

Fig. 14 eine geschnittene Aufsicht längs der Linie XIV-XIV auf eine Trennschalter- und eine Erdungseinheit, die einen Teil der Trennschalteranordnung bilden.

In Fig. 1 ist eine Schaltstation eines elektrischen Versorgungssystemes dargestellt, bei der eine Hochspannungs-Trennschalteranordnung verwendet wird. Die Trennschalteranordnung weist eine erste Trennschaltereinheit 2a, die elektrisch mit einer Starkstromleitung 8 verbunden ist, sowie ferner einen Stromunterbo brecher 6, eine erste Erdungseinheit 4a, eine zweite Trennschaltereinheit 2b und eine zweite Erdungseinheit 4i> auf. Mit der ersten Erdungseinheit 4a kann eine zu einem Gerät einer elektrischen Anlage, z. B. dem Stromunterbrecher 6 führende Leitung geerdet werden, b5 nachdem die Starkstromleitung 8 von dem Stromunterbrecher 6 mittels der ersten Trennschaltereinheit 2a getrennt worden ist. Die zweite Trennschaltereinheit 2b ist elektrisch zwischen dem Stromunterbrecher 6 und

einer Lastleitung 10 verbunden, während mit der zweiten Erdungseinheit 46 der Leitungsteil des Stromunterbrechers 6 geerdet werden kann, nachdem der Stromunterbrecher von der Lastleitung 10 mittels der zweiten Trennschaltereinheit 26 getrennt worden ist.

Die Trennschaltereinheiten 2a und 2b sowie die Erdungseinheiten 4a und Ab sind in diesem Falle in einem ersten Tank 12 angeordnet, der mit Isolationsöl gefüllt ist. Der Stromunterbrecher 6 ist in einem zweiten Tank 14 eingesetzt.

In dieser Beschreibung sind bestimmte Worte gebraucht, die die Richtung, die relative Lage und dergleichen angeben. Derartige Worte sind lediglich auf die speziellen Zeichnungen der Ausführungsbeispiele angewendet, und die derart beschriebenen Teile können j* bei der tatsächlichen Verwendung unterschiedliche Richtungen, relative Lagen und dergleichen haben. Beispiele solcher Worte sind »oberer«, »unterer«, »senkrecht« oder »horizontal«.

In Fig.2 ist die mechanische Konstruktion der Trennschalteranordnung aus F i g. 1 dargestellt. Wie aus F i g. 2 hervorgeht, ist eine Adapterplatte 16 hermetisch und flüssigkeitsdicht mit dem ersten Tank 12 durch Bolzen 18 befestigt. Auf deren inneren Oberfläche 16a sind die erste Trennschaltereinheit 2a, die erste Erdungseinheit 4a, die zweite Trennschaltereinheit 2b und die zweite Erdungseinheit Ab vorgesehen.

Die erste Trennschaltereinheit 2a weist ein erstes feststehendes Kontaktstück 20, das auf der inneren Oberfläche 16a der Adapterplatte 16 montiert ist, ein erstes gemeinsames feststehendes Kontaktstück 22 in einer festen Entfernung von dem Kontaktstück 20 und ein erstes gemeinsames bewegliches Kontaktstück 26a auf, das weiter unten näher beschrieben ist.

Die erste Erdungseinheit 4a enthält das gesamte feststehende Kontaktstück 22 und ein geerdetes Kontaktstück 24 in der gleichen festen Entfernung von dem gemeinsamen Kontaktstück 22 wie das Kontaktstück 20, und ferner das gemeinsame bewegliche Kontaktstück 26a.

Die zweite Trennschaltereinheit 2b umfaßt ein zweites feststehendes Kontaktstück 28, das auf der inneren Oberfläche 16a der Adapterplatte 16 in der gleichen Weise wie das feststehende Kontaktstück 20 der ersten Trannschaltereinheit 2a befestigt ist, ferner ein zweites gemeinsames feststehendes Kontaktstück 30 in dem genannten Standardabstand von dem feststehenden Kontaktstück 28 und schließlich ein zweites gemeinsames bewegliches Kontaktstück 26i>. Die zweite Erdungseinheit Ab enthält das gemeinsame feststehende Kontaktstück 30. ein zweites geerdetes Kontaktstück 32, welches auf der Innenseite 16a der Adapterplatte 16 in dem Standardabstand von dem gemeinsamen feststehenden Kontaktstück 30 montiert ist, und ferner das gemeinsame bewegliche Kontaktglied 266.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind drei Paare derartiger Trennschaltereinheiten 2a bzw. 2b und Erdungseinheiten 4a bzw. Ab vorgesehen, um eine Dreiphasenschaltung zu bilden, die eine LZ-Phase, eine V-Phase und eine W-Phase aufweist, wie dies in F i g. 3 dargestellt ist

Wie in F i g. 2 gezeigt, besteht der Stromunterbrecher 6 aus drei Unterbrechereinheiten in Form von Vakuumschaltern 6u, 6v, und 6w, wobei jedoch die Vakuumschalter 6v und 6w in der Zeichnung nicht sichtbar sind.
Wie aus den Fig.2 und 3 hervorgeht, sind die feststehenden Kontaktstücke 20 der Trennschaltereinheiten 2a für die Dreiphasen U, V und W jeweils mit Hauptleitungen 8u, 8v bzw. 8w der Starkstromleitung 8 verbunden. Die Hauptleitungen 8u, 8ν und Bw laufen durch Kabelköpfe 34u. 34v und 3Aw, die an dem ersten Tank 12 mittels einer isolierenden Platte 36a befestigt sind. Hauptleitungen 36u, 36v und 36w verlaufen senkrecht zu den Hauptleitungen 8u, Sv und 8w und durchstoßen einen isolierenden Abstandshalter 36b und sind mit einer anderen, in der Zeichnung nicht dargestellten Starkstromleitung verbunden. Die gemeinsamen feststehenden Kontaktstücke 22 sind mit den Vakuumschaltern 6u, 6 ν und 6w über Verbindungsleitungen 38ü, 38v und 38»v elektrisch verbunden. Die Verbindungsleitungen 38v und 38w sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.

In der zweiten Trennschaltereinheit 2b ist jedes der gemeinsamen feststehenden Kontaktstücke 30 mit einem Vakuumschalter 6u, 6v und 6w mittels Verbindungsleitungen 4Ou, 4Ov und 4Ow elektrisch verbunden, wobei die Verbindungsleitungen 4Ov und AOw in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Schließlich ist jedes der feststehenden Kontaktstücke 28 mit der durch einen Verbindungskopf 44 führenden Lastleitung 10 mittels Verbindungsleitungen 42u, 32v und 42w verbunden (vergleiche F i g. 2). Zusätzlich ist noch eine Erdungseinheit 46 vorgesehen und mittels eines Drahtes 48 geerdet, die mit einem festen Kontakt 44a, der auf dem Verbindungskopf 44 befestigt ist, verbunden oder von diesem getrennt werden kann. Ein Ausdehnungsgefäß 50 ist an der Oberseite des ersten Tanks 12 vorgesehen, welcher seinerseits auf einer Grundplatte 52 befestigt ist. Der zweite Tank 14, der den Stromunterbrecher 6 umschließt, ist auf einer Grundplatte 54a montiert, die einen Teil einer Betätigungseinheit 54 bildet.

Wie in Fig.3 gezeigt, ist eine Betätigungseinrichtung 56 vorgesehen, die die gemeinsamen beweglichen Kontaktstücke bzw. Kontaktglieder 26a und 266 betätigt. Die Betätigungseinrichtung 56 weist eine erste Betätigungsstange 58a auf, mit der die gemeinsamen beweglichen Kontaktstücke 26a für die U-. V-, W-Phasen befestigt sind, sowie eine zweite Betätigungsstange 586, mit der die gemeinsamen beweglichen Kontaktstücke 266 für die U-, V- und W-Phasen in der gleichen Weise wie bei der ersten Betätigungsstange 58a befestigt sind. Die Betätigungseinrichtung 56 weist erste Stützglieder 60a auf, die ein Ende der Betätigungsstangen 58a bzw. 586 drehbar abstützen, und ferner zweite Stützglieder 606, die die anderen Enden der Betätigungsstangen 58a und 586 drehbar abstützen; ferner ist in der Betätigungseinrichtung 56 ein Antrieb 80 zum Betätigen der gemeinsamen beweglichen Kontaktglieder 26a und 266 über eine diese verbindende Strebe 62 vorgesehen.

In Fig.4 ist eine spezielle Struktur für die Trennschaltereinheiten 2a und 26 und die Erdungseinheiten 4a und 46 dargestellt Wie am besten aus den F i g. 3 und 4 hervorgeht, ist in der Adapterplatte 16 ein Kreisloch 166 vorgesehen; außerdem ist eine leitende Befestigungsplatte 64 mit einem Kreisloch 64a mit der Adapterplatte 16 mittels mehrerer Befestigungsbolzen 18 (vgl. F i g. 3) befestigt Ein isolierter Leiterkörper 72 ist an der Adapterplatte 16 gehalten und bildet das gemeinsame feststehende Kontaktstück 22. Der isolierte Leiterkörper 72 wird aus einem länglichen elektrischen Leiter 74 mit bestimmter Länge und einem diesen umgebenden konischen Isolator 76 gebildet An den beiden Enden des Leiters 74 können weitere Leiter

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angeschlossen werden. Ein Ende des Leiters 74 ist als Kontaktteil 74a ausgebildet, welches einen kleineren Durchmesser aufweist und mit dem gemeinsamen beweglichen Kontaktstück 26a oder 266 verbunden bzw. von diesem getrennt werden kann, während das andere Ende des Leiters 74 mit den Verbindungsleitungen 38ü, 38v bzw. 38w verbunden ist, um eine Verbindung zu den nicht geschalteten Kontaktseiten der Vakuumschalter 6u, 6v bzw. 6w herzustellen. Der konische Isolator 76 ist auf der Adapterplatte 16 mittels eines Flansches 76a befestigt, wobei der Flansch zwischen der Adapterplatte 16 und der leitenden Befestigungsplatte 64 gehalten ist.

Das feststehende Kontaktstück 20 (bzw. 28 bei der Einheit 2b) wird aus einem länglichen Leiter 66 bestimmter Länge mit einem diesen umgebenden Isolator 68 gebildet. Ein Ende des Leiters 66 steht aus dem Isolator 68 heraus und weist ein Ende mit kleinerem Durchmesser auf, das einen Kontaktteil 66a bildet, der mit dem gemeinsamen beweglichen Kontaktstück 26a bzw. 266 verbunden oder von diesem getrennt werden kann. Ein weiterer Kontaktteil 66b ist an dem gleichen Ende des Leiters 66 vorgesehen. Der Isolator 68 des isolierenden Leiters 66 ist mittels einer Schraube 70 in dem erwähnten Standardabstand von dem Leiter 74 des gemeinsamen feststehenden Kontaktstückes 22 befestigt

Das geerdete Kontaktstück 24 (bzw. 32 bei der Einheit 4b) weist einen Erdleiter 78 auf, der in dem Standardabstand von dem Leiter 74 des gemeinsamen feststehenden Kontaktstückes 22 angeordnet ist und sich in gleicher Richtung wie der isolierte Leiter 66 des Kontaktstückes 20 und der isolierte Leiter 74 des gemeinsamen feststehenden Kontaktstückes 22 erstreckt. Ein Ende des Erdleiters 78 ist als Kontaktteil 78a mit geringerem Durchmesser ausgebildet, das mit dem gemeinsamen beweglichen Kontaktstück 26a bzw. 26b verbunden bzw. von diesem getrennt werden kann, während das andere Ende des Erdleiters 78 mit einem Schraubansatz 786 ausgestaltet ist Zur Bildung des geerdeten Kontaktstückes 24 wird der Erdleiter 78 mit der leitenden Befestigungsplatte 64 verschraubt welche ihrerseits durch geeignete Mittel geerdet ist. Die gemeinsamen beweglichen Kontaktstücke 26a und 26b sind aus einem Paar von Kontaktmessern 25 und 27, einer Verbindungsstange 29 und einem Isolationskörper 31 gebildet Nahe an jedem ihrer Enden sind die Kontaktmesser 25 und 27 durch Abstandshalter 33 voneinander im Abstand gehalten und mit Schrauben 70 zusammengehalten. Ein Ende der Verbindungsstange 29 ist in einem Endteil des Isolationskörpers 31 eingebettet; das andere Endteil der Verbindungsstange 29 ist abgeflacht und hier in den Spalt zwischen den Kontaktmessern 25 und 27 eingeführt und mit den Kontaktmessern 25 und 27 mit einer Schraube 70' etwa in der Mitte der Kontaktmesser 25 und 27 verbunden. Der Isolationskörper 31 ist mit einem Ende an der Betätigungsstange 58a bzw. 5Sb der Betätigungseinrichtung 56 befestigt, um auf diese Weise das gemeinsame bewegliche Kontaktstück 26a bzw. 266 mit der Betätigungseinrichtung 56 zu verbinden.

In den F i g. 3 und 5 ist die Betätigungseinrichtung 56 einer Trennschalteranordnung dargestellt Wie bereits oben beschrieben, weist die Betätigungseinheit 56 die Betätigungsstangen 58a und 5Sb auf, auf denen die gemeinsamen beweglichen Kontaktglieder 26a bzw. 26b montiert sind, ferner erste und zweite Stützglieder 60a und 606, welche die Betätigungsstangen 58a und 5Sb an ihren Enden unterstützen und mit diesen drehbar verbunden sind, und schließlich den Antrieb 80.

Wie in Fig.3 und 5 gezeigt, ist ein Paar erste Stützglieder 60a auf der Innenseite 16a der Adapterplatte 16 montiert, wobei diese Stützglieder einen bestimmten Abstand voneinander haben und sich in gleicher Richtung erstrecken. Der Antrieb 80 ist ebenfalls auf der Adapterplatte zwischen diesen beiden ersten Stützgliedern 60a montiert. An dem ersten

ίο Stützglied 60a ist eine Grundplatte 84 auf die Adapterplatte 16 durch geeignete Befestigungsmittel aufgesetzt; während ein Stützpfeiler 86 mit der Grundplatte 84 mittels einer Befestigungsplatte 88 und Bolzen 18 befestigt ist. Auf einer oberen Abschlußplatte

is 110 des Stützpfeilers 86 ist ein Lagerbock in Form eines U-förmigen Zapfens 90 montiert, mit dem ein Zwischenstück 92 mittels eines Stiftes 94 drehbar verbunden ist. Das Zwischenstück 92 ist drehbar an der Verbindungsstrebe 62 mit einem Verbindungsstift 96 angelenkt.

In dem Antrieb 80 ist ein Elektromotor 82 vorgesehen, der mit der Adapterplatte 16 mittels eines im Querschnitt H-förmigen Abstandhalters 98 verbunden ist. Ein Stützglied, wie etwa ein im Querschnitt U-förmiger Schlitzpfeiler 100 ist mit der Adapterplatte 16 mittels einer Grundplatte 102 sowie einem Befestigungsflansch 104 und Bolzen 18 verbunden. Auf diese Weise ist die Grundplatte 102 mit der Innenseite 16a der Adapterplatte 16 befestigt. Die Grundplatte 102 ist mit einem Ende des U-förmigen Schlitzpfeilers 100 verschweißt, während der Befestigungsflansch 104 mit der Grundplatte 102 durch Bolzen 18 verschraubt ist An beiden Enden des Schlitzpfeilers 100 sind Lager 106 montiert Eine Antriebswelle J08 ist in den Lagern 106 abgestützt, deren eines Ende durch die Befestigungsplatte 104, die Grundplatte 102 und eine öldichtung 112 hindurchgreift und mit der Welle 82a des Elektromotors 82 gekuppelt ist Das andere Ende der Antriebswelle 108 trägt ein Kegelrad 114a.

Wie in F i g. 3 und 5 gezeigt, ist auf dem Schlitzpfeiler 100 eine U-förmige Gabe! 116 mittels einer Platte US befestigt. In der Gabel 116 ist eine Welle 120 gelagert, die senkrecht zu der Antriebswelle 108 verläuft und ein angetriebenes Kegelrad 1146 trägt das in das antreibende Kegelrad 114a eingreift. Ein Ende eines Hebels 122 ist starr mit der rotierenden Welle 120 befestigt, während sein anderes Ende mit der Verbindungsstrebe 62 mittels eines Stiftes 124 drehbar verbunden ist.

so Wie am klarsten aus F i g. 6 gesehen werden kann, ist für jede der zweiten Stützglieder 606 eine Grundplatte 126 an der Innenseite 16a der Adapterplatte 16 durch Schweißen oder andere Befestigungsmittel befestigt. Zwei Stützpfeiler in Form von Schlitzpfeilern 130a und 1306 sind mit der Grundplatte 126 durch Befestigungsplatten 128a und 1286 befestigt die ihrerseits mit einem Ende der Schlitzpfeiler 130a bzw. 1306 durch Schraubbolzen 18 verschraubt sind. Befestigungsplatten 132a und 1326 sind mit den anderen Enden der Schlitzpfeiler 130a bzw. 1306 verbunden. An den Befestigungsplatten 132a und 1326 sind ferner Lagerböcke in Form U-förmiger Gabeln 134a und 1346 befestigt, in denen mittels eines Drehzapfens 138a ein Hebel 136a drehbar gelagert ist Ein Ende des Hebels 136a ist drehbar mit einer Verbindungsplatte 142 mittels eines Verbindungsstiftes 140 verbunden. Ein Ende eines zweiten Hebels 1366 ist drehbar mit der Gabel 1346 mittels eines Drehzapfens 1386 verbunden. Das andere Ende des

Hebels 1366 ist mit einem Verbindungsstift 144 mit dem Ende der Betätigungsstreben 58a bzw. 586 drehbar verbunden.

Im Betrieb ist jede Hauptleitung Bu, 8v und 8w der Starkstromleitung 8 mit einer der ersten Trennschaltereinheiten 2a verbunden, während diese Einheit 24 mit dem Stromunterbrecher 6 verbunden ist. Der Stromunterbrecher steht in Verbindung mit der zweiten Trennschaltereinheit 26 und diese über den Verbindungskopf 44 mit der Lastleitung 10. Wie in Fig.2 dargestellt, ist demnach jede Hauptleitung Bu, 8v oder 81V elektrisch mit der Lastleitung 10 über eine erste Trennschaltereinheit 2a, einen Stromunterbrecher 6 und eine zweite Trennschaltereinheit 26 verbunden.

Um die Lastleitung von den Hauptleitungen Bu, 8v und 8 w zu trennen, wird zunächst der Stromunterbrecher 6 betätigt, um den von der Starkstromleitung zu der Lastleitung fließenden Strom zu unterbrechen. Nach Betätigung des Stromunterbrechers 6 müssen die beiden Trennschaltereinheiten 2a und 26 betätigt werden, um die Lastleitung 10 von der Hauptleitung 8u, Bv und Bw der Starkstromleitung 8 zu trennen. Nachdem die Starkstromleitung 8 mittels der Trennschaltereinheiten 2a und 26 von der Lastleitung 10 getrennt ist, müssen die Unterbrecher geerdet werden, um etwaige in ihnen gespeicherte elektrische Ladung abzuführen. Bei der beschriebenen Trennschalteranordnung sind die Trennschaltereinheiten 2a und 26 mit den Erdungseinheiten 4a und 46 durch die Betätigung der gemeinsamen beweglichen Kontaktstücke 26a und 266 miteinander verkoppelt, die durch die Betätigungseinheit 56 betätigt werden. Wenn die Starkstromleitung 8 mit der Lastleitung 10 elektrisch verbunden ist, wie dies in den F i g. 2 und 3 gezeigt ist, verbindet das gemeinsame bewegliche Kontaktstück 26a das feststehende Kontaktstück 20 mit dem gemeinsamen feststehenden Kontaktstück 22 in der ersten Trennschaltereinheit 2a und in der gleichen Weise verbindet das gemeinsame bewegliche Kontaktstück 266 das feststehende Kontaktstück 28 mit dem gemeinsamen feststehenden Kontaktstück 30.

Wenn in dieser Stellung die Antriebswelle 108 der Betätigungseinheit 56 durch den Elektromotor 82 im Uhrzeigersinn (gesehen von der rechten Seite in F i g. 5) gedreht wird (Pfeil A), dann dreht das treibende Kegelrad 114a das Kegelrad 1146 im Uhrzeigersinn, wie dies durch den Pfeil k angedeutet ist; dadurch schwenkt der Hebel 122, der mit der Welle 120 des angetriebenen Kegelrades 1146 verbunden ist, in der gleichen Richtung um die Welle des angetriebenen Kegelrades 1146. Die Drehung des Hebels 122 wird auf die Verbindungsstrebe 6z übertragen und dadurch drehi sich diese Verbindungsstrebe 62, die durch die ersten und zweiten Stützglieder 60a bzw. 606 mittels der Hebel 92 bzw. 136a, 1366 drehbar gestützt ist, entlang eines halbkreisförmigen Weges, wie dieses durch eine gebrochene Linie angedeutet ist Bei der Bewegung der Verbindungsstrebe 62 werden gleichzeitig die Betätigungsstangen 58a und 586 bewegt Bei der Bewegung der Betätigungsstangen 58a und 586 bewegen sich die Kontaktmesser 25 und 27 in der gleichen Richtung, so daß sie von den Trennschaltereinheiten 2a und 26 getrennt und mit den Erdungseinheiten 4a und 46 verbunden werden, wie dies ebenfalls durch eine gebrochene Linie in den F i g. 4 und 5 angedeutet ist

Ist die Anlage im geerdeten und getrennten Zustand, so kann eine erneute Verbindung durch den umgekehrten Ablauf der für die Trennung erforderlichen oben beschriebenen Schritte erfolgen. Hierzu wird der Motor im Gegenuhrzeigersinn angetrieben, wobei die Antriebswelle 108 im Gegenuhrzeigersinn dreht, wenn man in der F i g. 5 von rechts blickt (Pfeil /3); dadurch treibt das Kegelrad 114a das Kegelrad 1146 im Gegenuhrzeigersinn an. Die Drehung des angetriebenen Kegelrades 1146 wird auf die gemeinsamen beweglichen Kontaktstücke 26a und 266 durch den Hebel 122, die Verbindungsstrebe 62 und die Betätigungsstangen 58a und 586 zur Ausführung der Halbkreisbewegung übertragen.

Bei der Bewegung der gemeinsamen beweglichen Kontaktstücke 26a und 266 im Gegenuhrzeigersinn werden diese Kontaktstücke 26a und 266 von den Erdungseinheiten 4a bzw. 46 getrennt und danach mit den Trennschaitereinheiien 2a bzw. 26 verbunden.

Wegen der Konstruktion der von dem drehenden Hebel 122 angetriebenen beweglichen Kontaktstücke 26a und 266 in der beschriebenen Trennschalteranordnung kann der Schaltweg der beweglichen Kontaktstükke relativ klein sein, und daher kann die Anlage als eine kompakte Wechselstromanlage verwendet werden. Da ferner die beweglichen Kontaktstücke, die feststehenden Kontaktstücke und der Antrieb für Trennschaltereinheiten und Erdungseinheiten gemeinsam verwendet werden, wird eine innige Verbindung zwischen der Trennschalter- und der Erdungseinheit geschaffen. Es braucht daher keine separate Verbindungseinheit vorgesehen werden, so daß Teile eingespart werden können und die Konstruktion vereinfacht wird.

In den F i g. 7 bis 14 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Trennschalteranordnung dargestellt. Hier ist ein Abreißkontaktglied 150 vorgesehen, um den Bogenstrom zu unterbrechen, der zwischen den gemeinsamen beweglichen Kontaktstücken 26a oder 266 und den feststehenden Kontaklstücken 20 bzw. 28 oder den gemeinsamen feststehenden Kontaktstücken 22 bzw. 30 der Trennschaltereinheit 2a oder 26 fließt, wenn die Trennschaltereinheit 2a oder 26 z. B. dazu verwendet wird, den Erregerstrom eines in den Zeichnungen nicht dargestellten Transformators zu unterbrechen.

Wie in den Fig.7 bis 14 gezeigt, weist das Abreißkontaktglied 150 als Abreißkontakt eine lange schlanke Leiterplatte 152 auf, ferner einen Hebel 154 als Verbindungsstück, das den unteren Teil der Leiterplatte 152 mit einem gemeinsamen beweglichen Kontaktstück 26a oder 266 verbindet, ferner die Feder 162 zum Antrieb der elektrischen Leiterplatte 152 und schließlich eine Trennverzögerungsvorrichtung, um die elektrische Trennung der gemeinsamen beweglichen Kontaktstükke 26ä und 266 von den feststehender. Kontaktstücken 20 oder 28 und 22 oder 30 zu verzögern. Der Kontaktantrieb weist eine Feder 162 auf, die zwischen der Leiterplatte 152 und einem Absatz 168 eingesetzt ist der auf dem gemeinsamen beweglichen Kontaktstück 26a bzw. 266 auf dessen Verbindungsstange 29 angeordnet ist Ein Ende der Feder 162 ist mit der Leiterplatte 152 mittels eines festen Stiftes 166 verbunden, während das andere Ende 164 der Feder 162 in den Ansatz 168 auf der Verbindungsstange 29 eingehängt ist Der untere Teil der Leiterplatte 152 ist an einer Seite des Hebels 154 drehbar an einem Drehzapfen 160 angelenkt während die andere Seite des Hebels 154 in einen Drehzapfen 158 an den Kontaktmessern 25 und 27 eingreift

Die Vorrichtung zur Trennverzögerung weist eine Rolle 156 auf, die zwischen dem Abreißkontakt 152 und

dem Hebel 154 auf dem Drehzapfen 160 angeordnet ist. Die Verzögerungseinrichtung umfaßt ferner den siiftförmigen Leiter 66 des feststehenden Kontaktstückes 20 oder 28, der langer als der stiftförmige Leiter 74 ist, eine Nut 176(F ig. 14), die in dem Kontaktteil 74a des Leiters 74 ausgebildet ist, einen in dem Kontaktteil 74a eingebetteten Anschlagstift 170, einen axial verlaufenden abgesetzten Einschnitt 172 in dem Kontaktteil 66a des Leiters 66 und schließlich eine Nut 174 in der Oberfläche des Leiters 66 etwa in dessen mittlerem Bereich.

Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Trennschalteranordnung soll im folgenden beschrieben werden:

In F i g. 7 ist die Trennschaltereinheit 2a oder 2b in der Schließstellung gezeigt. In dieser Stellung ist der Leiter 66 des feststehenden Kontaktstückes 20 oder 28 mit dem Leiter 74 des gemeinsamen feststehenden Kontaktstückes 22 bzw. 30 mittels der Kontaktmesser 25 und 27 des gmeeinsamen beweglichen Kontaktstückes 26a bzw. 26b verbunden. In diesem Fall verbindet das Abreißkontaktglied 150 die Leiter 66 und 74, wobei dann der gebogene Endbereich 152a des Abreißkontaktes in der Nut 176 des Kontaktteiles 74a des Leiters 74 angeordnet ist und an dem Anschlagstift 170 anliegt. Die Rolle 156 greift in diesem Fall in die Nut 174 in dem Leiter 66 ein.

Wenn das gemeinsame bewegliche Kontaktstück 26a oder 26i> in Richtung des Pfeiles A bewegt wird (F i g. 8), werden die Kontaktmesser 25, 27 von dem Kontaktteil 74a des Leiters 74 getrennt, während die Rolle 156 aus der Nut 174 gleitet und in den abgesetzten Einschnitt 172 sinkt; die Kontaktmesser 25 und 27 sind dabei noch in Eingriff mit dem Kontaktteil 66a des Leiters 66, wie dieses in F i g. 8 gezeigt ist.

In diesem Fall wird die Feder 162 stetig gedehnt und der Erregerstrom des Transformators fließt über den Abreißkontakt 152, wie aus Fig.8 hervorgeht Wenn die Kontaktmesser 25 und 27 weiter verschoben werden, so gleitet dann, wenn die Rolle auf dem äußersten Ende des Kontaktteiles 66a liegt, der gebogene Endbereich 152a des Abreißkontaktes 152 von dem Anschlagstift 170, und dadurch wird der Abreißkontakt 152 schnell um die Rolle 156 im Gegenuhrzeigersinn gedreht Jetzt sind die Kontaktmesser 25 und 27 vollständig von dem Kontaktteil 74a getrennt, so daß kein Lichtbogen zwischen diesen entsteht Das gemeinsame bewegliche Kontaktstück 26a bzw. 26b ist vollständig getrennt von den feststehenden Kontaktstücken 20 bzw. 28 und jedem der beiden gemeinsamen feststehenden Kontaktstücke 22 bzw. 30, wie dies in F i g. 9 gezeigt ist. In dieser Situation wird das gemeinsame bewegliche Kontaktstück 26a oder 26b längs eines Halbkreisweges im Uhrzeigersinn weitergedreht, wie dies durch die Pfeile /5 und k angedeutet ist, bis das bewegliche Kontaktstück an den Kontaktteil 74a des Leiters 74 und den geerdeten Leiter 78 anschlägt.

wodurch die elektrische Anlage geerdet wird, wie dies aus Fig. 10 hervorgeht. Der Abreißkontakt 152 liegt dabei in einer Nut 178 des Kontaktleiters 78a (F i g. 14).

Wenn von der Schaltstellung in Fig. 10 das gemeinsame bewegliche Kontaktstück 26a oder 26£> zurück im Gegenuhrzeigersinn bewegt wird, beführt dieses Kontaktstück zunächst den Kontaktteil 66a des feststehenden Kontaktstückes 20 oder 28, wie dies in Fig. 11 gezeigt ist. Bei der Schaltstellung in Fig. 11 liegt die Rolle 156 gerade an der Stufe des Einschnittes 172 an und der Abreißkontakt 152 wird im Uhrzeigersinn geschwenkt, wodurch der mittlere Bereich des Abreißkontaktes 152 gegen einen aus der Verbindungsstange 29 herausragenden Vorsprung 29a gepreßt wird.

Wenn sich das gemeinsame bewegliche Kontaktglied 26a oder 26b längs des Halbkreisweges bewegt, wie durch den Pfeil /7 angedeutet, gelangen die Kontaktmesser 25 und 27 auch in Kontakt mit dem Kontaktteil 74a des Leiters 74, wie dies in F i g. 12 gezeigt ist. Wenn das gemeinsame bewegliche Kontaktstück 26a oder 26b sich weiterbewegt (Pfeil k) und wenn dann der gebogene Endbereich 152a des Abreißkontaktes 152 am Anschlagstift 170 anschlägt, so wird eine Drehkraft im Gegenuhrzeigersinn auf den Abreißkontakt 152 ausgeübt und der Kontakt dreht sich im gleichen Sinne um seinen gebogenen Endbereich 152a. Bei der Drehung des Abreißkontaktes 152 gleitet die Rolle 156 über die Stufe des Einschnittes 172 und sinkt danach in die Nut 174 des Leiters 66. Unmittelbar nachdem die Rolle 156 in die Nut 174 geglitten ist, liegt sie an der Einschnittstufe an, wie dies in Fig. 13 gezeigt ist. In dieser dort gezeigten Stellung wird auf den Abreißkontakt 152 von der gespannten Feder 162 eine Zugkraft ausgeübt und der Abreißkontakt 152 legt sich an den herausragenden Vorsprung 29a der Verbindungsstange 29 an. Wenn aus der in F i g. 13 gezeigten Schaltstellung die Kontaktmesser 25 und 27 weiter in Richtung des Pfeiles /9 bewegt werden, springt der Abreißkontakt 152, wie in der Zeichnung angedeutet, nach oben, wonach sich der gebogene Endbereich 152a wieder an den Anschlagstift 170 anlegt, wie dies in F i g. 7 gezeigt ist.

Gemäß dem beschriebenen abgeänderten Ausführungsbeispiel werden die beweglichen Kontaktstücke und die betätigenden Verbindungsstücke einschließlich des Mechanismus zum Verhindern eines Lichtbogenüberschlages für die Trennschaltereinheiten und die Erdungseinheiten gemeinsam verwendet. Daher ist es möglich, eine Trennschalteranordnung gemäß der Erfindung zu schaffen, die von kompakter Ausführung und einfacher Konstruktion ist. Zudem ist die Geschwindigkeit bei der Trennung der Kontakte sehr hoch, wodurch eine sehr zuverlässige Einrichtung zum Verhindern von Lichtbogenüberschlägen gegeben ist. Mit der Erfindung ist daher eine einfache und kompakte Trennschalteranordnung zum Schließen und Trennen eines Erregerstromkreises und zum Erden einer elektrischen Anlage vorgesehen.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Trennschalter mit drei feststehenden Kontaktstücken, wobei ein Kontaktstück mit einer elektrischen Speiseleitung, ein weiteres Kontaktstück mit einer elektrischen Anlage verbunden und das letzte Kontaktstück ein Erdungskontakt ist, ferner mit einem beweglichen, ein Kontaktmesser aufweisenden Kontaktstück, mit dessen Enden jeweils ein äußeres feststehendes Kontaktstück mit dem mittle- ι ο ren Kontaktstück verbindbar bzw. von diesem trennbar ist, wobei das Kontaktstück durch eine angetriebene Betätigungseinrichtung längs einer Kreisbahn bewegbar ist und die beiden äußeren Kontaktstücke, das sind das mit der Speiseleitung verbundene Kontaktstück und der Erdungskontakt, jeweils im gleichen Abstand von dem mittleren, mit der elektrischen Anlage verbundenen Kontaktstück angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Kontaktstücke (20,28, 22,30, 24,32) in einer linearen Reihe angeordnet sind, und daß das Kontaktmesser (25) des beweglichen Kontaktstückes (26) fest an einer Betätigungsstange (58a, 58i>; befestigt ist, die ihrerseits in zwei Stützgliedern (60a, 60b) parallelogrammartig drehbar abgestützt und mittels des Antriebes (80) der Betätigungseinrichtung (54) in einer Kreisbewegung bewegbar ist.

2. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Kontaktstücke (20, 28, 22,30, 24, 32) an der Innenwand (16a,) eines Tanks (12) befestigt sind und als Leiterstifte gleicher Länge ausgebildet sind, und daß das bewegliche Kontaktstück (26) als Doppelkontaktmesser ausgebildet ist

3. Trennschalter nach einem der Ansprüche I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (56) als erstes Stützglied (60*J einen an der Innenwand (16aj eines Tanks (12) befestigten Pfeiler (86), einen Lagerbock (90) auf devTi Pfeiler, ein schwenkbar an dem Lagerbock gelagertes Zwischenstück (92) sowie einen mit dem Zwischenstück drehbar verbundenen Betätigungsarm (62) des Antriebes (80) und ferner als zweites Stützglied (QOb) zwei, jeweils an der Innenwand (16a; des Tanks (12) in einem bestimmten Abstand voneinander befestigte Stützpfeiler (130a, i3ub) mit Lagerböcken (134a, 1346; und die Lagerböcke mit den Betätigungsstangen (58a, 586, 62) verbindende Hebel (136a, 136b; aufweist.

4. Trennschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebs (80) einen Elektromotor (82), einen an der Innenwand (16a,) des Tanks (12) befestigten Stützpfeiler (100), eine mit der Welle (82a; des Elektromotors (82) verbundene und in Lagern (106) abgestützte Antriebswelle (108), ein mit der Antriebswelle (108) verbundenes antreibendes Kegelrad (114a; und ein in dieses eingreifendes angetriebenes Kegelrad (114Z>; aufweist, dessen Achse mittels eines Hebels (122) mit dem Betäti- eo gungsarm (62) verbunden ist.

5. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennschalter zusätzlich ein Abreißkontaktglied (150) zum Unterbrechen eines in dem Trennschalter fließenden Lichtbogenstromes aufweist, und daß dieses Abreißkontaktglied einen in das mit der elektrischen Anlage verbundene feststehende Kontaktstück (22,

30) eingepaßten Abreißkontakt (152), eine Antriebsvorrichtung (162) für den Abreißkontakt und eine Vorrichtung (66, 156, 170—176) zum verzögerten elektrischen Trennen des beweglichen Kontaktstükkes (26a, 26b) von zumindest einem der feststehenden, stromführenden Kontaktstücke (20, 28, 22, 30) aufweist

6. Trennschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abreißkontaktglied (150) als Abreißkontakt eine lange schlanke elektrisch leitende Platte (152), sowie ein schwenkbares Verbindungsstück (154) zum Verbinden der Platte mit dem beweglichen Kontaktstück (26a, 26b) aufweist und daß die Antriebsvorrichtung für den Abreißkontakt eine Feder (162) enthält die zwischen die elektrisch leitende Platte (152) und das bewegliche Kontaktstück (26a, 26b) gespannt ist

7. Trennschalter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet daß die Vorrichtung (66, 156, 170—176) zum vergzögerten elektrischen Trennen eine mit der elektrisch leitenden Platte (152) und dem Verbindungsstück (154) des Abreißkontaktgliedes (150) verbundene Rolle (156) und einen Einschnitt (174) aufweist, in den die Rolle eingreift und der in der Oberfläche eines elektrischen Leiters (66) des feststehenden, mit der Speiseleitung verbundenen Kontaktstückes (20, 28) in dessen rrittltrem Bereich vorgesehen ist und daß der Leiter (66) dieses Kontaktstückes länger als derjenige des mit der elektrischen Anlage verbundenen feststehenden Kontaktstückes (22,30) ist.

8. Trennschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß die Vorrichtung (66, 156, 170—176) zum verzögerten Trennen ferner einen axial verlaufenden Einschnitt (172) in einem Kontaktteil (66a; des elektrischen Leiters (66) des mit der Speiseleitung verbundenen feststehenden Kontaktstückes (20,28), eine Nut in dem Kontaktteil (74a; des elektrischen Leiters (74) des mit der elektrischen Anlage verbundenen feststehenden Kontaktstückes (22, 30) und einen in diesem Kontaktteil (74a; eingebetteten Anschlagstift (170) aufweist der in Eingriff mit der elektrisch leitenden Platte (152) des Abreißkontaktgliedes (150) steht.