[0001] "Hochspannungstrennachalter, insbesondere Einsäulen-Trennschalter, zum Schalten kommutierender
Ströme"
[0002] Die Erfindung betrifft einen Hochspannungstrennschalter gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes
des Anspruchs 1.
[0003] Aus der DE-OS 28 09 499 ist es bereits bekannt, parallel zu dem Hauptkontakt eines
Hochspannungstrenners einen Schaltkontakt anzuordnen, der beim Einschalten vor und
beim Ausschalten nach dem Hauptkontakt schließt bzw. öffnet, so daß das Schliessen
oder Öffnen des Hauptkontaktes stromlos erfolgt, auch wenn über den Trenner im Augenblick
des Schaltens ein gewisser Strom fließt. Dieser Schaltkontakt kann besondere Vorkehrungen
haben, um seine Lebensdauer und das Schaltvermögen zu vergrößern.
[0004] Da Hochspannungstrenner allgemein Bewegungen mit relativ kleinen Geschwindigkeiten
ausführen, ist es schwierig bzw. bei gesteigerten Ansprüchen an die Lebensdauer und
bei größeren Werten für den zu schaltenden Strom und für die Spannung unmöglich, diese
Forderungen mit den bisher bekannten Einrichtungen zu erfüllen.
[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung an Hochspannungstrennschaltern
der eingangs erwähnten Art anzugeben, die beim Schalten kommutierender Ströme, Abbrandspuren
an den Hauptkontakten mit Sicherheit vermeidet.
[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst. Mit einem Trennschalter nach der Erfindung wird erreicht, daß - unabhängig
von der Geschwindigkeit der Hauptkontakte - beim Ausschalten die Kontaktstücke des
Kontaktsystems mit vorgegebener Geschwindigkeit trennen, wodurch für die Unterbrechung
des Stromes und für den Kontaktabbrand optimale Bedingungen eingestellt werden.
[0007] Das zweite Problem, das bei der Einschaltung des Trenners durch die langsame (''schleichende'')
Einschaltung der Kontakte der zweiten Kontakteinrichtung entsteht, läßt sich durch
den Anbau einer weiteren, parallel zu dieser Kontakteinrichtung angeordneten Kontakteinrichtung
lösen, die zeitlich kurz vor dem Berühren der Kontakte der zweiten Schalteinrichtung
den Stromkreis einschaltet und so von der Gefahr der Verschmorungen entlastet. Diese
erste Kontakteinrichtung ist so gestaltet, daß sie, auch bei langsamer Bewegung, schnell
vom Zustand der ersten Berührung mit der Kontaktlast Null in den Zustand der vollen
Stromtragfähigkeit mit entsprechender Kontaktlast kommt.
[0008] Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
[0009] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
[0010] Es zeigen
Figur 1 einen bekannten Scheren- oder Pantographentrenner,
Figur 2 eine bereits vorgeschlagene, den Hauptkontakten parallel zugeordnete Schalteinrichtung
mit Vor- und Schaltkontaktstücken und
Figur 3 ein Kontaktsystem nach der Erfindung.
[0011] Bei dem Scheren- oder Pantographentrenner nach den Figuren 1 und 2, der im wesentlichen
aus einer Porzellansäule 1 und einer in vertikaler Richtung bewegbaren Schere 2 mit
den Hauptkontaktstücken 3a, 3b besteht, sind an dem oberen, am Leiterseil 5 fest montierten
Gegenkontakt 4 zwei schwenkbare Kontaktbügel 6a, 6b befestigt, die bei geöffnetem
Trenner durch die Kraft einer Feder 7 in einer gespreizten Position in gewissem Abstand
von dem Gegenkontakt 4 gehalten werden.
[0012] Beim Einschalten werden entgegen der Federkraft in der unter einer Haube 9 untergebrachten
Schalteinrichtung die Schaltkontakte 8a, 8b, die einfach oder doppelt vorhanden sein
können, geschlossen, bevor die Hauptkontakte 3a, 3b und 4 des Trennschalters sich
berühren. Beim Ausschalten sorgt die Feder über ein Hebelsystem 11 mit einem isolierten
Drehlager 10 dafür, daß die Kontaktbügel dem sich bewegenden Hauptkontakt 3a, 3b der
Schere folgen und hierdurch die zeitlich nach der Kantakttrennung der Hauptkontakte
liegende Kontakttrennung in der Schalteinrichtung mit der anschließenden Lichtbogenlöschung
im Löschrohr 12 herbeiführen.
[0013] In Figur 3 ist eine Schalteinrichtung dargestellt, bei der die nicht dargestellten
Hauptkontakte in der eingeschalteten Stellung des Trenners den Strom führen, und die
ebenfalls geschlossenen Kontakte einer zweiten Kontakteinrichtung 13, 14 sowie einer
ersten Kontakteinrichtung 15, 16 in elektrischer Hinsicht parallel zu den Hauptkantakten
liegen. Beim Öffnen des Trenners, nachdem die erwähnten Hauptkontakte sich getrennt
haben, verlager sich der Strom zunächst auf die noch geschlossene erste Kontakteinrichtung
mit den elastischen Kontaktfingern 15 und dem beweglichen Kontaktstück 16. Nach einem
kurzen Hub trennt die erste Kontakteinrichtung ebenfalls (Fig. 3a) und der auszuschaltende
Strom fließt jetzt nur noch über die Kontaktstücke 13, 14 der zweiten Kontakteinrichtung,
nämlich über den mit dem Kontaktstück 16 fest verbundenen Abreißstift 13 und den im
Gehäuse 17 axial beweglich gelagerten Kontakt 14. Bei weiter fortschreitender Ausschaltbewegung
wird wegen der formschlüssigen Verklammerung dieser beiden Kontaktstücke 13 und 14
über den mit dem Kontakt 14 fest verbundenen Federteller 18 die Rückholfeder 19 gespannt,
bis beim Überschreiten des Haltevermögens der Verklammerung die Kontaktstücke 13,
14 sich trennen und der Kontakt 14 schnell in seine Ausgangsposition am Anschlag 20
zurückeilt (Fig. 3b). Hierbei entsteht zwischen dem Kontakt 14 und dem AbreiBstift
13 ein Schaltlichtbogen. Dieser Lichtbogen brennt innerhalb eines Löschrohres 23 zwischen
Löschbacken 24 aus gasabgebendem Isolierstoff, wodurch der Lichtbogen innerhalb weniger
Millisekunden gelöscht und damit der Stromkreis endgültig aufgetrennt wird.
[0014] Beim Einschalten des Trenners übernimmt das Schließen des Stromkreises die erste
Kontakteinrichtung, nachdem im Zuge der Eihschaltbewegung die Kontaktfinger 15 über
eine konische Auflaufschräge 25 aus Isolierstoff hinweggleiten, wobei sie die für
die erforderliche Kontaktlast nötige Vorspannung erhalten, und schließlich in Berührung
mit der Kontaktbahn des Kontaktstückes 16 gelangen (Fig. 3). Erst nach dieser Kontaktgabe
kommt der im Inneren des Löschrohres 23 liegende AbreiBstift 13 mit dem Kontakt 14
in Berührung, so daß hierbei keine Verschweißung auftreten kann.
[0015] Für die Auflaufschräge 25 kann ein elektrisch hochwertiger Kunststoff mit niedrigem
Reibungsbeiwert wie z.B. ein Acetalharz verwendet werden. Als Kontaktfläche für das
Kontaktstück 16 kann eine Kupferlegierung mit guter Abbrandfestigkeit eingesetzt werden.
1. Hochspannungstrennschalter, insbesondere Einsäulen-Trennschalter, zum Schalten
kommutierender Ströme, mit an den Enden der Scherenarme angeordneten, beweglichen
Hauptkontaktatücken und einem an der Hochspannungsleitung befestigten Gegenkontaktstück,
welchem Verkuntaktstücke zugeordnet sind, die beim Einschalten vor den Hauptkontaktatücken
schließen und beim Ausschalten nach den Hauptkontaktatücken öffnen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorkantaktstücke aus einem Kontaktsystem bestehen, welches eine erste Kontakteinrichtung
(15, 16) und eine zweite parallel geschaltete Kontakteinrichtung (13, 14) aufweist,
deren Kontaktstück (14) bei der Endabschaltung unter Aufladung eines Energiespeichers
(19) nach einem vorbestimmten Hub freigegeben wird und in die Ausschaltstellung zurückschnellt.
2. Hochspannungstrennachalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Kontakteinrichtung (15, 16) bei der Ausschaltbewegung des Trennschalters kurzzeitig
vor der zweiten Kontakteinrichtung (13, 14) öffnet und bei der Einschaltbewegung vor
der zweiten Kontakteinrichtung schließt.
3. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahme
des festen Kontaktstückes (14) der zweiten Kontakteinrichtung (13, 14) durch eine
formschlüssige Verklammerung mit dem beweglichen Kontaktstück (13) erfolgt.
4. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiespeicher
für das feste Kontaktstück (14) eine zwischen einem Federsteller (18) und dem Gehäuse
(17) der zweiten Kontakteinrichtung angeordneten Feder (19) vorgesehen ist.
5. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche
Kontaktstück (13) der zweiten Kontakteinrichtung in einen rohrförmigen unter der Einwirkung
eines Lichtbogens gasabgebenden Körper (24) geführt ist.
6. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das feste
Kontaktstück (15) der ersten Kontakteinrichtung aus einem oder mehreren elastischen
Kontaktfingern besteht, und das bewegliche Kontaktstück (16) eine ebene metallische
Kontaktfläche aufweist, der ein konisches Isolierstoffstück (25) vorgelagert ist,
über die beim Einschalten die elastischen Kontaktfinger (15) auf die metallische Fläche
gleiten.
7. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das konische
Isolierstoffstück aus Acetalharz besteht.
B. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen
des beweglichen Kontaktstückes (16) der ersten Kontakteinrichtung aus einer Kupferlegierung
mit guter Abbrandfestigkeit bestehen.