Lastirennschalter Das Hauptpatent .beschreibt ein Lasttrennschalter mit einer schlitzförmigen .Löschkammer aus :gasab gebendem Stoff, in der ein Hilfsschaltstück an geordnet ist, das zusammen mit einem an einem Trenmnesser angebrachten Hilfsmesser eine Last schaltstelle bildet, die beim Ausschalten nach dem Öffnen einer von :
dem Trennmesser und einem Trenn schaltstück gebildeten Trennschaltstelle geöffnet wind, dadurch .gekennzeichnet, @dass die Trennschaltstelle beim Einschalten geschlossen wird, :bevor das Hilfs messer in die Schlitzkammer eingreift.
Hierdurch werden Vorüberschläge an .der Last- schaltstell@e vermieden, die idie Löschkammer stark beanspruchen können. Der Einschaltstrom, der beim Einschalten :auf einem Kurzschluss .grosse Werte er reichen kann, fliesst nur über die, hierfür geeigneten Schaltstücke der Trennschaltstelle.
Die Erfindung befasst sich :mit einer weiteren Verbesserung dies genannten Schalters. Erfindungs gemäss liegt der Drehpunkt des: Hilfsmessers ortsfest ausserhalb des Drehpunktes des Trennmessers., und an dem einen Messer ist eine mit einem Bolzen :des anderen Messers zusammnenwirkende Führungskurve arg; bracht, die beim Einschalten die Bewegung des Hilfsmessers in die Schlitzkammer sperrt, bis das Trennmesser praktisch das Ende des Einschaltweges :erreicht hat.
Hierdurch kann der richtige Bewegungs ablauf unabhängig von der Schaltgeschwindigkeit und anderen Einflussgrössen einwandfrei sichergestellt wer den. Wenn :das Hilfsmesser -so lange zurückgehalten wird, bis das Trennmesser annähernd seine End stellung am feststehenden Trennschaltstück :erreicht hat, ist die Geischwincligkeit des Trennmessers so gering, dass seine kinetische iEnergie keinen Einfluss mehr auf die Bewegung des Hilfsmessers hat.
Die Einschaltbewegung des Hilfsmessers wind .dann viel- mehr allein durch eine bis dahin :gespannte Feder bestimmt.
Konstante Geschwindigkeit, die das Hilfsmesser bei der Erfindung unabhängig von der Geschwindig- keit des Hauptmessers erhalten kann, bringt wesent liche Erleichterungen für die konstruktive Ausbildung des Lichtbogenschaltstückes in der Löschkammer mit sich. Das Lichtbogenschaltstück wird bei Odem der Erfindung zugrunde liegenden Schalter zweckmässig so ausgebildet, d'ass es das Hilfsmesser bei der Aus4 schaltbewegung zunächst festhält.
Dieses Festhalten erfolgt ,durch Reibung, die sieh üblicherweise auch .bei der Einschaltbewegung bemerkbar macht. Wenn nun, wie durch die Erfindung ermöglicht wird, die Ge schwindigkeit des Hilfsmessers beim Einschalten stets konstant ist, ;
so fällt es viel leichter, die Reibwirkung des Lichtbogenschaltstückes und die des Lichtbogenmessers so aufeinander abzustimmen, dass das Lichtbogenmesser stets die notwendige Ge schwindigkeit aufweist, :um die volle Einschaltstel- lung zu erreichen, ohne dass die Geschwindigkeit zu gross werden kann und zu Beschädigungen der Lösch- kammer führt.
Die Erfindung kann in besonders vorteilhafter Weise so ausgebildet werden, @dass die formschlüssige Verbindung von einer am Hilfsschaltmesser vorge sehenen Führungskurve gebildet wird, die mit einem am Hauptmesser angebrachten Bolzen zusammen- wirkt. Es :ist aber auch denkbar, @dass die Erfindung beispielsweise als: kinematische Umkehrung der vor genannten Anordnung verwirklicht wird.
Die erst genannte Ausführungsform ist aber :deswegen<B>b</B>e sonders vorteilhaft, weil das Hilfsmesser in der Ein- sch:altstellung keinen Strom zu führen hat und deshalb aus Stahl hergestellt werden kann, wodurch die Mög lichkeit gegeben ist, -die Führungskurve .als Blechteil herzustellen und mit dem Hilfsmesser zu verschwei ssen. An dem üblicherweise aus Kupfer .bestehenden Hauptmesser ist dann nur der Bolzen zu befestigen. Dies geschieht beispielsweise durch Verschrauben mit dem Hauptmesser.
Die formschlüssige Verbin dung zwischen dem Hauptmesser und dem Hilfst messer kann auch in Form von Gelenkverbindungen ausgeführt werden.
Die Form der Führungskurve wind der Kine matik des Schalters entsprechend gewählt. Zweck mässig ist es, die Führungskurve so auszubilden, @dass sie etwa mit einem Kreisbogen um den Drehpunkt des Hauptmessers übereinstimmt, dessen Radius gleich dem Abstand des Drehpunktes des Hilfs messers von dem ;des Hauptmessers .ist.
Bei dieser Form stehen die Bewegungsrichtung von Führungs kurve und Bolzen senkrecht aufeinander, so dass mit geringen Kräften eine sichere Sperrwirkung erreicht wird. Diese Form kann aber .auch ,abgewandelt wer den, um bestimmte weitere Wirkungen zu erreichen, wie im folgenden an Hand der Figuren beschrieben wird.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbei spiele der Erfindung erläutert.
In der Fig. 1 ist ein Lasttrennschalter dargestellt, dessen Schlitzkammer mit 1 bezeichnet ist. In ihr ist das Lichtbogensehaltstück 2 angeordnet. Das Lichtbogenschaltstück wirkt mit einem Hilfsmesser 3 zusammen, dessen ortsfester Drehpunkt 4 ausserhalb des Drehpunktes 5 des Hauptmessers 6 liegt. Das Gegenschaltstück des Hauptmessers ist mit 7 be zeichnet.
Haupt- und Hilfsmesser sind übler eine Feder 10 miteinander verbunden, dis mit ihrem einen Ende bei 11 am Hauptmesser und mit :ihrem anderen Ende bei 12 am Hilfsmesser angebracht ist. Die Strombahn d es Schalters sowie die Schlitzkam-mer werden von Stützisolatoren 15, 16 getragen, die :auf einem Grundrahmen 17 sitzen. Die Betätigung (des Hauptmessers erfolgt durch eine Schaltstange 18.
An einem mit dem Hauptmesser verbundenen Winkel 20 ist ein Bolzen 21 Aderart befestigt, @dass er über die Oberseite des Hilfsmessers greift. Dieser Bolzen wirkt bei der Ausschaltbewegung .als An schlag.
Er trifft nämlich, wenn sich das Haupt messer 6 vom Gegenschaltstüok 7 genügend weit entfernt hat, auf den nach oben übgewänkelten Schen kel 23 des Hilfsmessers 3, das auf diese Weise aus dem Lichtbogenschaltstück 2 gerissen wird.
Dieser Bolzen 21 wirkt beim Einschalten als Teil der form schlüssigen Verbindung nach der Erfindung. Der andere Teil der formschlüssigen Verbindung wird von einer Führungskurve 24 gebildet, die :am Hilfs- mess3r 3 vorgesehen ist.
In der Fig. 2 ist die Führungskurve näher idar- gestellt. Die weiteren Teile des Schalters sind dabei der Übersichtlichkeit wegen weggelassen oder nur schematisch :angedeutet. Beispielsweise ist von dem bei 5 schwenkbar gelagerten Hauptmesser nur der Bolzen 21 gezeichnet. Der Drehpunkt des Hilfs- messers 3 ist wiederum mit 4 .bezeichnet.
Die Führungskurve 24 wird von einem Blech gebildet, das mit zwei Nieten 25 am Hilfsmesser 3 befestigt ist. Das Blech hat eine aus der Bildebene hinausragende Vertiefung 26, in die der Bolzen 21 eingreifen kann. Die dem Lichtbogenmesser abge kehrte Wand 27 der Vertiefung wirkt dabei als Sperre mit dem Bolzen 21 zusammen.
Die Form der Führungskurve, im wesentlichen also der Wand 27, stimmt, wie die Fig. 2 erkennen lässt, etwa mit einem strichpunktiert gezeichneten Kreisbogen 30 um den Drehpunkt 4 des Haupt messers überein, dessen Radius R gleich dem Ab stand zwischen dem Drehpunkt 5 des Hauptmessers und dem Drehpunkt 5 des Hilfsmessers ist. Des, halb wird, wenn das.
Hauptmesser mit dem Bolzen 21 beim Einschalten entgegen dem Uhrzeiger- sinn in Fig. 2 bewegt wird und das Hilfsmesser 3 stehen bleibt, der Bolzen 21 in die Vertiefung 26 eintreten.
Wind bei dieser Bewegung :die Feder 10 zwischen Haupt- und Hilfsmesser über die Tot punktlage .geführt, so kann sich das Hilfsmesser 3 zunächst nicht bewegen, weil seine Bewegung durch den Bolzen 21 gesperrt isst, der beispielsweise die bei 31 gestrichelt dargestellte Lage eingenommen hat. Deshalb wird bei der Einschaltbewegung des Haupt messers zunächst nur -die Feder 10 gespannt, bis oder Bolzen 31 das Ende 32 der Wand 27 passiert hat.
Die Wand ist dabei so bemessen, dass das Haupt messer :die Einschaltstellung etwa :erreicht hat, bei spielsweise das Gegenschaltstüak 7 berührt, ;bevor der Bolzen 21 an der Wand 27 vorübergleiten kann.
Wenn Hauptmesser ,und Hilfsmesser bei ihrer Relativbewegung zueinander so weit gekommen sind, dass Bolzen 21 und Wand 27 aneinander vorbei- gleiten, wird das Hilfsmessar 3 allein durch die Wirkung der Feder 10 mit seiner bestimmten durch ,die Federspannung vorgegebenen Energie in die Ein schaltstellung geführt. Diese Energie ist unabhängig von der Geschwindigkeit, mit oder :das Hauptmesser eingeschaltet wird.
Sie kann daher ohne weiteres auf die für das Ausschalten notwendige Reibung des Hilfsmessers 3 im Lichtbogenschaltstück 2 abge- stimmt werden. Wie die Fig. 2 zeigt, entspricht die Form der Wand 27 nicht ganz genau dem Kreisbogen 30.
Viehmehr nähert sie sich in Richtung auf den Dreh punkt des Hilfsmessers gesehen :diesem Kreisbogen. Dies hat folgende Wirkung: Wenn der Bolzen 21 beim Einschalten des Hauptmessers .an der Wand 27 entlanggleitet, so wird das Hilfamwsser 3 entgegen :der Wirkung der Feder 10 bewegt, weil die Bahn :
des Bolzens 21 ,durch den Drehpunkt 5 des Hauptmessers .als Kreis bahn vorgegeben ist. Durch :die zum Spannen der Feder notwendige Energie wird Idas Hauptmesser gegen Ende des Einschaltweges abgebremst. In ent sprechender Weise kann die Bewegung des Haupt messers mit Hilfe der Führungskurve .auch ,an an deren Stellen des Einschaltweges beeinflusst werden.
In ;der Fig. 3 ist eine :geänderte Ausführungs- form der Führungskurve gezeichnet. Dabei wird idie Führungskurve nicht von einer Vertiefung gebildet, sondern von einem entsprechend geformten Blech stück 35. Das Blechstück 35 sitzt auf einem Blechteil 36, das mit dem Lichtbogenmesser 3 in einer Ebene liegt. Die Kante 38 des Blechstückes 35, die die Führungskurve bildet, wird .entsprechend dem vorher Gesagten gestaltet. Sie wirkt wiederum mit einem Bolzen am Hauptmesser zusammen.
Die Führungskurve kann mit Vorteil mit einer Führungskurve baulich vereinigt werden, die beim Ausschaltvorgang eine Bewegung des Hilfsmessers in Ausschaltrichtung zunächst sperrt, bis das Trenn messer etwa den Bereich der Löschkammer ver lassen hat. Auf diese Weise ist der gesamte Be wegungsablauf beim Ausschalten wie auch beim Ein- schalten mechanisch gesteuert.
Der hierfür vorgesehene Bereich erhält zweck mässig die Form eines Kreisbogens :um den Dreh punkt des Hauptme@ss.ers, und zwar bezogen auf die Einschaltstellung es Hilfsmessers. Die Länge tdes Kreisbogens richtet sich nach dem Öffnungswinkel, den das Hauptmesser beim Ausschalten zurücklegen soll, bevor das Hilfsmesser nacheilen kann. Beispiel's- wzise kann -die Länge so gross ;
gewählt werden, dass der Abstand zwischen dem Hauptmesser und der Löschkammer der Schlagweite des Schalters, ent spricht, bevor das Hilfsmesser von der Führungs kurve freigegeben wird.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Hilfsmesser beim Beginn der Ausschaltbewegung durch :das Zusammenwirken des Bolzens mit der Führungskurve zunächst in Einschaltrichtung bewegt.
Hierdurch ist der Fall aus geschlossen, dass das Hilfsmesser, das :beim Ein schalten unter ungünstigen Umständen durch Aden Rückprall :ausser Eingriff mit dem feststehenden Lichtbogenschaltstück gelangen kann, keine .galva- nisch:e Verbindung mit dem .Lichtbogenschaltstück hat, wodurch beim Ausschalten ein .Lichtbogen :an den Hauptschaltstücken verursacht würde.
Durch die zwangläufige Bewegung in die Einschaltstellung wird in diesem Fall :die von %dem Liehtbogen@schaltstück und dem Hilfsmesser gebildete Lastschaltstelle ge schlossen, bevor sich idie H.auptschaltstücke trennen.
Die Mittel zur Steuerung des Bewegungsablaufes lassen sich äusserst einfach gestalten, wie die folgende Beschreibung des Ausführungsbeisp-ieles an Hand der Fig. 4 zeigt.
In der Fig. 4 ist ein Lasttrennschalter für Mittel spannungen, also ungefähr 10 bis 30 kV, etwas schematisch vereinfacht dargestellt. Mit 101 sind die Stützisolatoren bezeichnet, die die Strombahn des. Schalters gegen Erde isoliert tragen. Die Strombahn :des Schalters besteht aus dem Anschlussstück 102 ,an der Drehpunktseite des Schalters und dem An schlussstück 103 an .der gegenüberliegenden Seite.
Das Anschlussstück 103 :besitzt einen etwa senkrecht abgewinkelten Bereich 104, der das feststehende Schaltstück der Hauptschaltstelle bildet. Als beweg liches Schaltstück ist ein schwenkbares Hauptmes ser 105 vorgesehen, das bei 106 am Anschlussstück 102 gelagert ist. Ein abgewinkelter Teil 107 des Anschlussstückes sorgt für eine Führung des Haupt- mDssers bei :der Schwenkbewegung.
Der Schalter besitzt eine strichpunktiert ange- ,deutete Flachlöschkammer 110 ,aus gasabgebendem Material. In der Flachlösehkammer ist ein Licht bogenschaltstück<B>111</B> angeordnet, das am Anschluss- stück 103 befestigt ist und mit einem Lichtbogen- me:sser 112 zusammenwirkt. Das Hilfsmesser 112 ist ausserhalb des ortsfesten Drehpunktes 106 :
des Haupt- messers bei 114 ortsfest gelagert. Zwischen einem Ansatz 115 des Lichtbogenmessers 112 und einem Ansatz 117 des Hauptmesser ist eine Zugfeder<B>116</B> ausgespannt.
An einem Ansatz 120 ides Hauptmessers 105 ist ein zylindrischer Bolzen 121 angebracht. Der Bolzen ist mit seinem dem Hauptmesser zugekehrten Ende in dem Ansatz 120 vernietet. Das freie Ende des Bolzens 121 ist auf das seitlich neben dem Hauptmesser liegende Hilfsmesser 112 gerichtet. In diesem Bereich ist am Hilfsmesser ein Blechstück vorgesehen, das eine als Ganzes mit 123 bezeichnete erhabene Führungskurve bildet, die mit dem Bolzen 121 zusammenwirkt.
Der untere Teil der Führungskurve wirkt als Sperre, äse beim Ausschalten des Schalters eine Be wegung des Hilfsmessers verhindert, bevor das Hauptmesser 105 :den Bereich tder Löschkammer 110 verlassen hat.
Zu diesem Zweck ist der Teil 124 der Führungskurve etwa als Kreisbogen um den Dreh punkt 106 des Hauptmessers .ausgebildet, wie die Figur :deutlich erkennen lässt. Die Figur zeigt ferner, dass der Abstand des Bereiches 124 der Führungs- kurve von der Kreisbahn in dem Bereich etwas grösser ist, an dem der Bolzen 121 beim Beginn der Ausschaltbewegung zunächst entlang läuft.
Der in der Einschaltstellung der Löschkammer 110 zugekehrte Bereich 125 der Führungskurve dient als Sperre, die eine Bewegung des Hilfsmessers beim Einschalten verhindert, bevor das Hauptmesser 105 etwa idie Einschaltstellung erreicht hat. Die er Teil verläuft etwas senkrecht zur Führungskurve 124. Es ist iebenfalls leichtgerundet. Der Schalter ist in ider Einschaltstellung darge stellt.
Zum Ausschalten wird :das Hauptmesser 105 m it Hilfe der Schaltstan e<B>126</B> im Uhrzeigersinn ,1<B>9</B> geschwenkt. Es löst sich von idem feststehenden Schaltstück 104. Ein Lichtbogen kann dabei nicht entstehen, weil durch dass Hilfsmesser 112 eine lei tende Parallelverbindung zum Lichtbogenschaltstück 111 gebildet wird.
Bei der Ausschaltbewegung des Hauptmessers 105 läuft der Bolzen 121, wie in der Figur strich- punktiert gezeichnet ist, unter den Bereich 124 der Führungskurve 123.
Eine Bewegung des Hilfsmessers 112 in Ausschaltrichtung, d. h. ebenfalls eine Schwenkbewegung dm Uhrzeigersinn um (den Dreh- punkt 114, ist deshalb zunächst nicht möglich. Viel mehr wird das Hilfsmesser 112 in Einschaltrichtung bewegt,
wenn es infolge des beim Einschalten ent stehenden Rückpralls nicht in der dargestellten Eih- schaltlage sein sollte, sondern .z. B. mit seiner Unter kante an der Oberseite ides Lic'atbogensohaltstückes 111 anliegt.
In diesem Fall läuft der Bolzen 121 gegen die Führungskurve 124 an, wie die strich- punktiert gezeichnete Bahn erkennen :lässt, und drückt .das Hilfsmesser 112 entgegen dem Uhrzeiger- sinn in. Eingriff mit dem Lichtbogenschalrostück.
Im weiteren Verlauf der Ausschaltbewegung ,ge langt der Bolzen 121 gegen esinen senkrecht aus der Bildebene abgewinkelten Teil 127 des Hilfsmessers. Dieser Teil wirkt als Anschlag, bei idessen Erreichen ,das Hilfsmesser mitgerissen wird. Das Hilfsmesser kann nunmehr dem Hauptmesser in Ausschaltrichtung folgen,
da der Teil 124 der Führungskurve :bis dahin passiert wurde. Bei der weiteren Schaltbewegung [er- gibt sich dann eine Relativbewegung zwischen dem Bolzen 121 .und der Führungskurve 123 in Richtung des ,Pfeiles 129.
Das Hauptmesser hat bis zu diesem Zeitpunkt den Bereich der Löschkammer 110 ver lassen. Überschläge zwischen dem Hauptmesser und dem feststehenden Schaltstück 104 oder der Lösch- kammer 110 sind nicht mehr möglich.
Zwischen dem Liohtbogenmesser 112 und dem feststehenden Lichtbogenschaltstück 111 wird ein. Lichtbogen gezogen, der durch das gasabgebende Material der Löschkammer 110 in bekannter Weise zum Erlöschen .gebracht wind. Das Lichtbogenmesser .gelangt dann nach dem Hauptmosser 105 .in die Ausschaltstellung. <RTI
ID="0004.0099"> In der Ausschaltstellung nimmt ider Bolzen 121 in bezug :auf die Führungskurve 123 etwa die bei 130 angedeutete Lage ein.
Soll der Schalter wiederum eingeschaltet werden, so wird das Hauptmesser 105 mit Hilfe der Schalü- stange 126 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt. Dabei bewegt sich der Bolzen 121 bezogen lauf de Führungskurve 123 aus der Lage 130 in Richtung ,des Pfeiles 131.
Er gelangt idamit vor den Bereich 125 der Führungskurve. Deshalb kann Idas Hilfs- messer 112 dem Hauptmesser 105 zunächst nicht folgen, denn bei der zum Einschalten notwendigen Schwenkbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn würde der Teil 25 der Führungskurve gegen ;den Bolzen 121 stossen.
Eine Bewegung .des Hilfsmessers 112 in Ein schaltrichtung ist erst idann möglich, wenn der Bolzen 121 bei der Relativbewegung -zur Führungskurve 1:23 (die untere Spitze 132 :des Teiles 125 der Führungs- kurve passiert hat.
Bis zu diesem -Zeitpunkt hat das Hauptmesser 105 etwa :das feststehende Schaltstück 104 !erreicht. Das Hilfsmesser folgt dann dem Haupt messer unter der Wirkung der Feder 116 und :gelangt nach .dem Schliessen der Hauptschaltstelle in Einsgriff mit dem Lichtbogenmesser 111.
Der Schalter nimmt dann wiederum die in der Figur dargestellte Ein- schaltstellung ein.
Die Führungskurve 123 wird beim Ausfüh rungsbeispiel von einem als Stanzteil sehr einfach herzustellenden Blechstück gebildet. Die ses Blechstück ist am Hilfsmesser mit Hilfe zweier Vorsprünge 135 und 136 derart be festigt, dass es aus der Ebene ides Hilfsmessers in Richtung auf den Bolzen 121 vorsteht.
Die Vor sprünge 135 und 136 sind zu diesem Zweck ,aus der Ebene des Hilfsmessers abgewinkelt, wie durch die gestrichelten Kanten 137 und 138 angedeutet ist.
Die Verbindung zwischen der Führungskurve 123 und den Absätzen 135 und 136 verfolgt durch eine Tauchlötung. Die bei 139 und 140 angedeuteten Stifte halben lediglich Iden Zweck, :diie richtige Lage der Teile zueinander ;
sicherzustellen. Es ist aber auch möglich, . die Führungskurve 123 mit !dem Hilfs messer 112 .aus einem Stück herzustellen. Dies kann beispielsweise dann vorteilhaft sein, wenn man das Hilfsmesser als, Pressteil ausbildet.