Hochspannungs-Leistungsschalter mit Schaltwiderstand und Hilfsschaltstelle

Abstract

 Sowohl für das Einschalten als auch für das Ausechalten von Hochspannungs - Leistungsschaltem werden zur Vermeidung von Überspannungen Schattwiderstände verwendet. Ein solcher Schaltwiderstand (11) wird über eine Hilfsschaltstelle (5) parallel zur Hauptschaltstelle (1) geschaltet
Um eine möglichst einfache, rein mechanisch wirkende Steuereinrichtung für die Hilfsschaltstelle (5) zu schaffen, besitzt diese einen Kraftspeicher (25) mit einer Verklinkungseinrichtung (20,21,22), die vom Antrieb (14) der Hauptschaftstelle (1) während des Einschaltens aufladbar ist. Die Verklinkungseinrichtung (20, 21, 22) fällt in der aufgeladenen Steilung des Kraftspeichers (25) zwangsläufig ein und wird beim Ausschalten in Abhängigkeit von der Stellung des beweglichen Schaltstückes (2) der Hauptschaftstelle (1) entriegett. Damit braucht beim Ausschalten vom Antrieb (14) der Hauptschaltstelle (1) nur noch die zur Entriegelung des Kraftspeichers (25) der Hilfsschaltstelle (5) benötigte, sehr geringe Energie aufgebracht zu werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung befaßt sich mit einem Hochspannungs-Leistungsschalter mit einer Hauptschaltstelle und mit einer beim Ausschalten nach der Hauptschaltstelle öffnenden, mit einem Schaltwiderstand in Reihe geschalteten Hilfsschaltstelle.

[0002] Schaltwiderstände können sowohl für das Einschalten als auch für das Ausschalten vorgesehen sein. Beim Einschalten begrenzen diese Widerstände Überspannungen, wie sie z. B. beim Einschalten unbelasteter Leitungen auftreten können. Beim Abschalten erleichtern sie die Abschaltung großer Leistungen oder können gleichfalls zur Begrenzung von Überspannungen dienen, die mit der Abschaltung induktiver Verbraucher, z. B. Drosselspulen, verbunden sein können. Wird der Schaltwiderstand zum Ausschalten benutzt, so darf die Hilfsschaltstelle erst nach dem Erlöschen des Lichtbogens an der Hauptschaltstelle geöffnet und dadurch der Stromkreis vollständig unterbrochen werden. Es kommt daher darauf an, daß die Hilfsschaltstelle nicht eher geöffnet wird, als der Lichtbogen an der Hauptschaltstelle erloschen ist. Hierzu ist es bereits bekannt (DE-PS 11 46 941), die Schalteinrichtung der Hilfsschaltstelle durch ein lichtempfindliches Element, z. B. eine Fotodiode oder einen Fototransistor, zu steuern, um den Augenblick des Erlöschens des Lichtbogens an der Hauptschaltstelle genau zu erfassen.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache, d. h. rein mechanisch wirkende Steuereinrichtung für die Hilfsschaltstelle zu schaffen. Trotz der mechanischen Verbindung des Antriebes der Hilfsschaltstelle mit dem der Hauptschaltstelle soll jedoch der Ausschaltvorgang der Hauptschaltstelle nicht behindert, d. h. verzögert oder anderweitig beeinträchtigt werden.

[0004] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Hilfsschaltstelle einen von dem Antrieb der Hauptschaltstelle beim Einschalten aufladbaren Kraftspeicher mit einer Verklinkungseinrichtung besitzt, die in der aufgeladenen Stellung des Kraftspeichers zwangsläufig einfällt und beim Ausschalten in Abhängigkeit von der Stellung des beweglichen Schaltstückes der Hauptschaltstelle entriegelbar ist. Die zum Ausschalten der Hilfsschaltstelle benötigte Energie ist daher im Einschaltzustand des Leistungsschalters gespeichert. Beim Ausschalten braucht von dem Antrieb der Hauptschaltstelle nur die zur Entriegelung des Kraftspeichers der Hilfsschaltstelle benötigte sehr geringe Energie aufgebracht zu werden. Eine Verzögerung der Ausschaltbewegung der Hauptschaltstelle ist damit nicht verbunden.

[0005] Zz ist vorteilhaft, für die Hauptschaltstelle und die Hilfsschaltstelle eine gemeinsame Antriebswelle vorzusehen, die mit der Hilfsschaltstelle durch eine Freilaufkupplung verbunden ist. Durch die Bemessung des von der Freilaufkupplung zurückzulegenden Weges oder Drehwinkels hat man es in der Hand, bei dem Ausschaltvorgang die Stellung des beweglichen Schaltstückes der Hauptschaltstelle zu bestimmen, bei welcher der Kraftspeicher der Hilfsschaltstelle entriegelt werden soll.

[0006] Die Steuereinrichtung der Hilfsschaltstelle kann einen an dem beweglichen Schaltstück der Hilfsschaltstelle gelenkig angreifenden Hebel umfassen, der mit einem durch die Freilaufkupplung schwenkbaren Kurbelarm gelenkig verbunden ist, und der Hebel und der Kurbelarm können in der Einschaltstellung der Hilfsschaltstelle in Ubertotpunktstellung an einen ortsfesten Anschlag anlegbar sein. Auf diese Weise ist der mit der Hilfsschaltstelle verbundene Kraftspeicher verriegelt. Als Kraftspeicher eignet sich beispielsweise eire Schraubendruckfeder. Diese kann mit dem beweglichen Schaltstück der Hilfsschaltstelle direkt oder über Zwischenglieder verbunden sein. ₀

[0007] Eine für die Zwecke der Erfindung geeignete Freilaufkupplung kann zwei an der gemeinsamen Antriebswelle angebrachte und um den Drehwinkel der Antriebswelle beim Ein- und Ausschalten auseinanderliegende Anschläge für den auf der Antriebswelle gelagerten Kurbelarm umfassen. Die Anschläge können dabei zweckmäßig durch eine mit einem Ausschnitt versehene Scheibe ausgebildet sein, die auf der Antriebswelle befestigt ist.

[0008] Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

[0009] Die Figuren 1 bis 6 zeigen eine gemeinsame Antriebsvorrichtung für die Haupt- und die Hilfsschaltstelle eines Hochspannungs-Leistungsschalters in verschiedenen Schaltstellungen, um den Bewegungsablauf zu veranschaulichen.

[0010] Die Hauptschaltstelle 1 umfaßt ein bewegliches stiftförmiges Schaltstück 2 mit einer Stromzuführung 3 und ein feststehendes Schaltstück 4. Einzelheiten dieser Hauptschaltstelle sind nicht dargestellt, weil sie für das Verständnis der Erfindung nicht benötigt werden und im übrigen allgemein bekannt sind. Die Hilfsschaltstelle 5 besitzt gleichfalls ein stiftförmiges, geradlinig bewegliches Schaltstück 6 mit einer Stromzuführung 7 und einem festen Schaltstück 10. Mit dem feststehenden Schaltstück 10 ist ein Schaltwiderstand 11 verbunden, der den Abschaltvorgang an der Hauptschaltstelle 1 erleichtert. Der Verbindungspunkt 12 zwischen dem feststehenden Schaltstück 4 der Hauptschaltstelle 1 und dem Schaltwiderstand 11 bildet den einen Anschlußpunkt des Leistungsschalters, während der andere Anschlußpunkt an dem Getriebe vorgesehen sein kann.

[0011] Für beide Schaltstellen ist eine gemeinsame Antriebswelle 14 vorgesehen, die in nicht näher dargestellter Weise z. B. durch einen hydraulischen Antrieb derart drehbar ist, daß das bewegliche Schaltstück 2 mittels eines auf der Antriebswelle 14 sitzenden Kurbelarmes 15 und eines Schwinghebels 16 von der in der Figur 1 gezeigten Einschaltstellung in die in Fig. 5 dargestellte Ausschaltstellung und umgekehrt bewegbar ist.

[0012] Die gemeinsame Antriebswelle 14 trägt ferner eine Scheibe 17, die mit einem Ausschnitt versehen ist, wodurch Anschlagflächen 20 und 21 gebildet sind. Durch diese Anschlagflächen kann ein Kurbelarm 22 mitgenommen werden, der auf der Antriebswelle 14 schwenkbar gelagert ist. Eine Kuppelstange 23 bildet eine gelenkige Verbindung des Kurbelarmes 22 mit dem beweglichen Schaltstück 6 der Hilfsschaltstelle 5. Dieses trägt ein Widerlager 24 für eine als Kraftspeicher dienende Schraubendruckfeder 25, die sich mit ihrem anderen Ende an einem ortsfesten Widerlager 26 abstützt.

[0013] .Wie die Figur 1 zeigt, ist die Kraftspeicherfeder 25 in der Einschaltstellung gespannt, wobei der Kurbelarm 22 und die Kuppelstange 23 in Ubertotpunktstellung mit ihrem Gelenk 27 an einem ortsfesten Anschlag 30 anliegen. Die Kraftspeicherfeder 25 ist dadurch in gespannter Stellung verriegelt. Beginnt nun der Ausschaltvorgang durch Drehung der Antriebswelle 14, so werden der Kurbelarm 15 und die Scheibe 17 in Richtung des Pfeiles 31 gedreht. Der Schaltstift 2 der Hauptschaltstelle 1 wird hierdurch in dem gleichen Sinn bewegt, so daß der Schaltstift 2 außer Eingriff mit dem feststehenden Schaltstück 4 gelangt. Der Schaltstift 6 der Hilfsschaltstelle 5 bleibt zunächst in Ruhe, weil sich die Anschlagfläche 21 der Scheibe 17 von dem Kurbelarm 22 fortbewegt. Erst wenn der Schaltstift 2 die Löschdistanz erreicht hat, trifft die Anschlagfläche 20 auf den Kurbelarm 22 (Fig. 3) und bewegt den Gelenkpunkt 27 zwischen dem Kurbelarm 22 und der Kuppelstange 23 von der Anschlagfläche 30 derart ab, daß zunächst die Strecklage.erreicht und dann überschritten wird (Fig. 4). Die Kraftspeicherfeder 25 kann nun wirksam werden und den Schaltstift 6 in Ausschaltrichtung verschieben. Es ergibt sich dann die in der Figur 5 gezeigte Stellung der Haupt- und der Hilfsschaltstelle.

[0014] Die Ausgangslage gemäß der Figur 1 wird dadurch wieder herbeigeführt, daß die Antriebswelle 14 in dem entgegengesetzten Sinn in Richtung des Pfeiles 32 gedreht wird, wobei der Schaltstift 2 der Hauptschaltstelle 1 mittels des Kurbelarmes 15 und des Schwinghebels 16 in Eingriff mit dem feststehenden Schaltstück 4 und der Schaltstift 6 der Hilfsschaltstelle 5 in Eingriff mit dem feststehenden Schaltstück 10 gelangt. Hierbei ist die Anschlagfläche 21 der Scheibe 17 wirksam, die den Kurbelarm 22 gegen die Kraft der Kraftspeicherfeder 25 dreht, bis die Ubertotpunktstellung gemäß der Figur 1 wieder erreicht ist und der Gelenkpunkt 27 des Kurbelarmes 22 und der Kuppelstange 23 an dem ortsfesten Anschlag 30 anliegt. Dadurch ist die Energie gespeichert, die für die mechanische Ausschaltbewegung und für die Löscheinrichtung benötigt wird.

[0015] Soll der Schaltwiderstand 11 als kombinierter Ein- und Ausschaltwiderstand verwendet werden, so ist es lediglich erforderlich, die Stellung der Anschlagfläche 21 so zu wählen, daß ein Vorlauf entsteht, der zum Schließen der Hilfsschaltstelle 5 vor der Hauptschaltstelle 1 führt.

Ansprüche

1. Hochspannungs-Leistungsschalter mit einer Hauptschaltstelle und mit einer beim Ausschalten nach der Hauptschaltstelle öffnenden, mit einem Strombegrenzungswiderstand in Reihe geschalteten Hilfsschaltstelle, dadurch gekennzeichnet , daß die Hilfsschaltstelle (5) einen von dem Antrieb (14) der Hauptschaltstelle (1) aufladbaren Kraftspeicher (25) mit einer Verklinkungseinrichtung (22, 23, 27) besitzt, die in der aufgeladenen Stellung des Kraftspeichers (25) zwangsläufig einfällt und beim Ausschalten in Abhängigkeit von der Stellung des beweglichen Schaltstückes (2) der Hauptschaltstelle (1) entriegelbar ist.

2. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Hauptschaltstelle (1) und die Hilfsschaltstelle (5) eine gemeinsame Antriebswelle (14) besitzen, die mit der Hilfsschaltstelle (5) durch eine Freilaufkupplung (17, 20, 21, 22) verbunden ist.

3. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß an dem beweglichen Schaltstück (6) der Hilfsschaltstelle (5) ein Hebel (23) gelenkig angreift, der mit einem durch die Freilaufkupplung (17, 20, 21, 22) schwenkbaren Kurbelarm (22) gelenkig verbunden ist, und daß der Hebel (23) und der Kurbelarm (22) mit ihrem gemeinsamen Gelenk (27) in der Einschaltstellung der Hilfsschaltstelle (5) in Übertotpunktstellung an einen ortsfesten Anschlag (30) anlegbar sind.

4. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Freilaufkupplung zwei an der gemeinsamen Antriebswelle (14) angebrachte und um den Drehwinkel der Antriebswelle (14) beim Ein- und Ausschalten auseinanderliegende Anschläge (20, 21) für den auf der Antriebswelle (14) gelagerten Kurbelarm (22) umfaßt.

Zeichnung