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Schaltmechanik für Zweiweg-Trennschalter Die Erfindung betrifft Maßnahmen
nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
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Der Vorteil des an sich bekannten Zweiweg-Trennschalters ist offensichtlich,
er begründet sich einerseits auf Einsparung an Material und zum anderen auf den
geringen Raumbedarf, was angesichts der gedrängten Bauweise der o.a. Schaltzellen
besonders zu werten ist.
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Die Betätigung eines derartigen Zweiweg-Trennschalters liefert Probleme
eigener Art. Die gegenseitige Verriegelung der beiden Trennfunktionen entfällt systembegründet.
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Es entspricht nicht der Gepflogenheit, zwei AUS-Schaltbezw. EIN-Schalthandlungenmit
nur einem manuellen Betätigungselement auszuführen. Unzulässig ist es, wenn für
zwei gleichartige Schaltfunktionen, beispielsweise das EIN-Schaltender Sammelschiene
und das DEIN-Schalten der Erdung manuell in unterschiedlichen Bewegungsrichtungen
ausgeführt wird. Solches ergibt sich zwangsläufig bei Verwendung eines einfachen
Gestängeantriebes bgzw. bei einem einfachen Kegelradantrieb.
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Ein Verwechseln der Schalthandlungen muß völlig ausgeschlossen werden.
In beiden :EiN-Schaltstellungen sind starre Verriegelungen gegen das von elektrodynamischen
Stromkräften hervorgerufene Auftrennen der Kontakte vorzusehen.
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Die hierzu verwendete Mechanik muß einfach und wartungsarm sein, sie
muß sich auch beim Festsetzen infolge unzulässiger Wartung und Lagerung nach langer
Standzeit durch Anwendung äußerer Gewalt freischalten lassen. Das
bedeutet
Verzicht auf auf federnde Klinken und ähnliche Bauelemente.
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Der Erfindungsgegenstand beschäftigt sich mit der Lösung dieser vielfältigen
Aufgabenstellung in einfacher Weise, er wird im folgenden an Hand beigefügter Zeichnungen
in beispielhafter Ausführungsform näher erläutert.
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Fig.1 zeigt als Ubersicht die schematische Darstellung einer gekapselten
und geschotteten Schaltzelle im Mittelspannungsbereich mit einphasiger Unterteilung.
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Dargestellt ist der Kabelendverschluß 1 in der Kabelkammer 2. Links
außerhalb dieser Kammer 2 sind Spannungswandler 3 und Stromwandler 4 angeordnet,
die mit ihren isolierstutzen dichtend durch die Gehäusewandung greifen. Der Leistungsschalterpol
5 ist in der Leistungsschaltkammer 6 angeordnet. Die elektrische Verbindung erfolgt
durch gasdichte Isolierdurchführungen 7.
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In der Trennschaltkammer 8 ist der Zweiweg-Trennschalter 9 angeordnet,
der einerseits eine elektrische Verbindung zum Sammelschienenkontakt 10 zum anderen
zum Erdungskontakt 11 herstellen kann. Sein Antrieb 12 befindet sich außerhalb des
Gehäuses. Durch die Isolierdurchführung erfolgt die Verbindung zur Sammelschiene
13, die durch die Sammelechienenkammer 14 verläuft.
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In diesem Zusammenhang ist nur die Trennschaltkammer 8 einschließlich
des Antriebes 12 von Belang. Der durch die strichpunktierte Linie 15 umgrenzt Raum
wird in beispielhafter Ausführungsform in Fig. 2 dargestellt.
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Zu erkennen ist die Trennschaltkammer 8, rechtsseitig von dem Gußgehäuse
16 begrenzt und linksseitig von dem Deckel 17 verschlossen.
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Die elektrische Verbindung des ortsfesten Leiters 18 zu der Leistungsschaltkammer
6 erfolgt durch den isolierten Scheibenstützer 19.
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Auf dem freien Ende des ortsfesten Leiters 18 ist das Trennmesser
9 schwenkbar gelagert. Es ist in AUS-Stellung gezeichnet.
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Wird das Trennmesser 9 mittels Isolierstange 20 und Hebel 21, der
auf der Schaltwelle 22 befestigt ist, mittels Drehung letzterer in Pfeilrichtung
A verschwenkt, erfolgt nach dem Eingriff auf das Kontaktstück 10 eine EIN-Schlatung
der Sammelschiene.
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Wird das Trennmesser 9 mittels gleicher Mechanik in Pfeilrichtung
B verschwenkt, erfolgt nach dem Eingriff auf das Erdungskontaktstück 11 eine EIN-Schaltung
der Erdung. Hierzu muß die Schaltwelle 22 in entgegengesetzter Drehrichtung gedreht
werden.
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Die Schaltwelle 22 greift dichtend durch das Gehäuse 16 und trägt
außerhalb desselben den Hebel 23, an dessen freiem Ende die Lenker 24 u. 25 gelagert
sind.
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Rechts sind in dem Lagerbock 26 zwei parallele Scheiben 27 u. 28 frei
drehbar gelagert. Der Lenker 24 ist auf der Scheibe 27 und der Lenker 25 auf der
Scheibe 28 gelagert. Beide Scheiben besitzen auf ihren Mantelflächen Bohrungen 29
u. 30 zum kraftschlüssigen Einstecken des Schaltknüppels 31.
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Die Wirkungsweise dieser Lenkmechanik wird in den folgenden Fig. näher
erläutert. In Fig. 3 ist die in Fig.2 dargestellte Schaltposition gezeichnet. Fig.
4 zeigt dazu die Draufsicht. Erkennbar sind die Schaltwelle 22 die Lenker 24 u.
25, die Scheiben 27 u. 28, die hier auf dem ortsfesten Bolzen 32 frei drehbar gelagert
sind, und schließlich die Bohrungen 29 u. 30. Außerdem ist die ortsfeste Blende
33 vorgesehen mit einer Aussparung durch die die Bohrungen 29 u. 30 von außen zugänglich
sind. Auf der Mantelfläche der Scheiben 27 u. 28 sind Vertiefungen vorgesehen, in
die jeweils die angedaute ten; ortsfesten Kugelrasten 34 greifen.
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Für den Hebel 23 gibt es drei Schaltstellungen, die AUS-Stellung (O)
die Sammelschienen-EIN-Stellung (SI) und die Erdungs-EIN-Stellung (Ei).
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Bei der gezeigten AUS-Stellung decken sich beide Bohrungen 29 u. 30.
Der Schaltknüppel kann dort wahlweise eingesteckt werden.
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Soll eine Sammelschienen-EIN-Schaltung erfolgen, wird der Schaltknüppel
31 in die Bohrung 29 gesteckt und manuell nach oben geschwenkt. Damit ergibt sich
die in Fig. 5 gezeichnete Stellung. Die Scheibe 27 hat den durch Pfeilrichtung C
dargestellten Winkel beschrieben, der Hebel 23 hat sich in Pfeilrichtung D in die
SI-Stellung verschwenkt und dabei über den Lenker 25 die Scheibe 28 in Pfeilrichtung
E gedreht. ;Damit ist die Bohrung 30 hinter die Blende 33 geschwenkt und von außen
nicht mehr zugänglich. Für diese Stellung gibt es, wie für alle weiteren, entsprechende
Vertiefungen für die Kugelrasten 34. Wie unschwer zu erkennen, ist der Lenker 24
in eine sogenannte Totpunktstellung gelangt, damit ist der Hebel 23 und das Schaltmesser
9 in dieser EIN-Stellung fest verriegelt. Der Schaltknüppel 31 ist bereits wieder
herausgezogen.
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Da jetzt nur die Bohrung 29 zugänglich ist, kann für die folgende
Schalthandlung nur dort der pel 31 eingesetzt werden und gegenläufig zur Pfeilrichtung
C eine AUS-Schaltung vorgenommen werden. Damit ist wieder die in Fig. 3 gezeichnete
Stellung erreicht.
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Ein Uberschalten ist ausgeschlossen, da der Schaltknüppel 31 am unteren
Rand der Bendenaussparung einen Endanschlag findet.
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Für eine Erdungs-EIN-Schaltung wird der Schaltknüppel 31 in die nunmehr
zugängliche Bohrung 30 gesteckt, wieder erfolgt eine Schwenkbewegung nach oben,
bis die in Fig. 6 gezeichnete Stellung erreicht ist. Die Scheibe 28 hat den durch
Pfeilrichtung F gekennzeichneten Winkel beschrieben, der Hebel 23 ist in die EIN-Stellung
gelangt
und hat über den Lenker 24 die Scheibe 27 in Pfeilrichtung
H gedreht, damit ist die Bohrung 29 hinter die Blende 33 geschwenkt und unzugänglich
geworden.
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Der Lenker 25 ist in die Totpunktstellung gelangt und damit ist auch
in dieser Erdungs-EIN-Stellung das Schaltmesser 9 fest verriegelt.
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Da nur die Bohrung 30 in dieser Stellung zugänglich istf kann als
folgende Schalthandlung nur eine Brdungs-AUS-Schaltung wiederum mit Endanschlag
des Schaltknüppels 31 erfolgen.
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Die beiden Scheiben 27 u. 28 führen stets entgegengerichtete Drehbewegungen
aus, ein Umstand, der als Erfindungsmerkmal zu werten ist. Als weiteres Merkmal
dient die damit erzielbare Verriegelung durch Totpunktstellung in beiden EIN-Schaltstellungen.
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In Fig. 7 wird eine Anordnung gezeigt, die im Prinzip mit der Funktion
der vorangegangenen identisch ist, wo bei die Scheiben 27 u. 28 übereinander angeordnet
sind.
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Gezeichnet ist die AUS-Stellung, wobei die ausgezogenen Pfeile die
Bewegung für eine Sammelschienen-Schaltung und die gestrichelten Pfeile die Bewegung
für eine Erdungs-Schaltung andeuten. Der Hebel 23 ist mit zwei unterschiedlichen
Lagerstellen für die Lenker 24 u. 25 ausgestattet.
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Die Schaltstellungs-Anzeige ist zwangsläufig mit den Stellungen der
Scheiben 27 u. 28 verbunden. Werden diese seitlich mit Mantelsektoren 35 bestückt
und die Blenden vorderseitig entsprechend ausgespart, dann können die auf den Sektoren
aufgesetzten Markierungen jeweils die Schaltstellungen anzeigen.
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In Fig. 8 bis 10 sind übersichtshalber die beiden Scheiben 27 u. 28
nebeneinander dargestellt, ferner ist die jeweilige Stellung der Bohrungen 29 u.
30 markiert.
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Durch die Aussparungen in der Blende 33 ist von rechts gesehen die
jeweilige Schaltstellungskombination zu
erkennen und zwar auf der
linken Seite den Sammelschienentrennschalter betreffend und auf der rechten Seite
den Erdungsschalter betreffend. In Fig. 8 befinden sich beide Systeme in der O-Stellung.
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In Fig. 9 ist das Trennmesser 9 in Sammelschienen-RIN-Stellung, der
Erdungs-Trennschalter in AUS-Stellung.
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Die Markierungen nach Fig. 8 sind verschwenkt angegeben.
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in Fig. 10 ist das Trennmesser in Erdungs-EIN-Stellung, demnach ist
der Sammelschienen-Trennschalter in AUS-Stellung. Wiederum sind neue Markierungen
in das Gesichtsfeld gerückt. Es zeigt sich, daß für jede Scheibe zwei AUS-Markierungen
und eine EIN-Markierung vorzusehen ist.
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Aus dieser Konzeption heraus ergibt sich, daß beide EIN-Schalthandlungen
manuell an räumlich getrennter Stelle durch einen Schwenk nach oben ausgeführt werden,
daß ferner in beiden EIN-Stellungen das Schaltmesser 9 fest verriegelt ist, und
daß zu einer folgenden AUS-Schaltung jeweils nur die dazu erforderliche Bohrung
29 oder 30 zugänglich ist.
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Im folgenden werden weitere Sicherheitsmaßnahmen angeführt. Um mit
Sicherheit eine Verwechselung von Schaltungen auszuschließen, werden weiterhin erfindungsgemäß
zwei äußerlich stark kontrastierende Schaltknüppel verwendet, einer für die Sammelschienen-Schaltungen
und einer für die Erdungs-Schaltungen. Diese sind an ihren Einsteckenden so unterschiedlich
ausgebildet, daß sie sich nur in dazu bestimmten Bohrungen einführen lassen, letztere
weisen entsprechend unterschiedliche Querschnittsformen auf. Zum Beispiel ist nach
Fig. 13 für die Scheibe 28 mit einer einfachen Bohrung 30 ausgestattet, die Scheibe
27 mit einer vergleichsweise größeren Bohrung 29, die jedoch zusätzlich den Bolzen
37 enthält. Die zugehörigen Schaltknüppel sind also nicht auswechselbar.
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Gegen unbefugtes Schalten können wie üblich die Betätigungselemente
durch abnehmbare Hauben abgedeckt oder
mit Sicherheitsschlössern
verriegelt werden, Einfacher ist es jedoch, wenn nach Fig. 14 die Bohrung mit einem
Gewinde 38 ausgestattet istg zum einen kann dort ein Schaltknüppel vorübergehend
als weit sichtbare Schaltstellungsmarkierung eingeschraubt werden, zum anderen aber
auch der bündig abschließende Stopfen 39, der sich nur mit einem Spezialschlüssel
wieder herausnehmen läßt und zu diesem Zweck in einem Innensechskant den Querstift
40 aufweist.
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Bei derartigen Sicherungsmaßnahmen ist es ratsam, daß diese nicht
zu perfekt ausgelegt sind, sie müssen sich in kritischen Fällen auch ohne Schlüssel
behelfsmäßig lösen lassen.
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Um unsachgemäßes Schalten zu verhindern bezw. deutlich zu kennzeichnen,
wird weiterhin vorgeschlagen, eine Maßnahme zu treffen, die verhindert, daß der
Schaltknüppel erst dann abgenommen werden kann, wenn der vorgeschriebene Schwenk
voll ausgeführt ist. Hierzu wird nach Fig. 11 angegeben, die Aussparung in der Blende
als Kulisse 41 auszuführen, der Schaltknüppel 31 erhält dann an seinem Ende den
Ansatz 42. Des weiteren wird nach Fig. 12 gezeigt, wie die Kulisse 43 vermengt ist,
daß der Schaltknüppel mit der Aussparung 44 zu versehen ist. Auch hier weist die
Bohrung einen Bolzen 45 auf, demzufolge in dem Schaltknüppel 31 die Bohrung 46 vorzusehen
ist. Hierzu gibt es zahlreiche Variationsmöglichkeiten, die der gleichen Aufgabe
gerecht werden.
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Aus der Gesamtkonzeption heraus ergibt sich im Vergleich zu bekannten
Ausführungsformen ein erheblicher Vorteil.
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Wenn nach langer Standzeit durch fehlende Wartung oder unsachgemäße
Lagerhaltung u. U. eine Schwergängigkeit oder ein Festsetzen auftritt, kann diese
ohne weiteres durch Anwendung von Gewalt überwunden werden, es gibt keine Sperrklinken,
die durch Schwergängigkeit blockieren und somit durch Anwendung von Gewalt abgebrochen
werden können.
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