[0001] Die Erfindung betrifft einen einseitig betätigbaren Schalter mit Mittenabgriff sowie
einen T-förmigen Masten mit einem solchen Schalter gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1 und 8.
[0002] Auf dem Gebiet der Verteilung von elektrischem Strom ist es bekannt, elektrischen
Strom oberirdisch über Überlandleitungen zu führen, die im Abstand zum Erdboden an
T-förmigen oder auch H-förmigen Masten aufgenommen sind.
[0003] Um für den Fall einer Störung, beispielsweise bei einem elektrischen Kurzschluss
oder einer Leitungsunterbrechung in einem durch eine elektrische Mittelspannungsleitung
versorgten Gebiet die Möglichkeit zu haben, die Stromzufuhr zu diesem Gebiet lokal
zu unterbrechen, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, an den Masten elektrische
Schalter vorzusehen, mit welchen z. B. die von einem Kraftwerk her kommenden Leitungen
von den zu einem Stadtteil oder einem sonstigen Bereich führenden Leitungen elektrisch
getrennt werden können, sodass letztere für Arbeiten an den Leitungen stromlos geschaltet
werden können. Hierbei werden unter anderem elektrische Schalter mit einem Mittenabgriff
eingesetzt, die neben den eingangsseitigen Anschlusskontakten, an die den Strom zuführenden
Leitungen angeschlossen sind, und den ausgangsseitigen Anschlusskontakten, an die
die Leitungen zu den Verbrauchern angeschlossen sind, zusätzlich weitere ausgangsseitige
Anschlusskontakte besitzen, über welchen ein zusätzlicher Verbraucher, beispielsweise
eine Industrieanlage oder ein Stadtteil etc., auch dann noch mit elektrischem Strom
versorgt werden kann, wenn die an den ersten ausgangsseitigen Anschlusskontakten angeschlossenen
Versorgungsleitungen stromlos geschaltet sind. Entsprechendes gilt für den Anschluss
von lokalen Stromerzeugern, wie z.B. Solarfarmen oder Windkraftparks.
[0004] Die zu diesem Zwecke eingesetzten bekannten Schalter besitzen ein Gehäuse, in welchem
erste und zweite elektrische Schaltelemente über eine jeweils zugehörige erste oder
zweite Schaltwelle unabhängig voneinander geschaltet werden können, um zwischen den
eingangsseitigen elektrischen Anschlusskontakten und den ausgangsseitigen elektrischen
Anschlusskontakten und den ausgangsseitigen Anschlusskontakten für den sogenannten
Mittenabgriff eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen.
[0005] Bei den zuvor beschriebenen Schaltern des Standes der Technik, wie z.B. den unter
der Bezeichnung "NXBD" auf dem Markt erhältlichen Schaltern, ergibt sich hierbei das
Problem, dass die erste und die zweite Schaltwelle zum Betätigen der jeweiligen elektrischen
Schaltelemente im Inneren des Gehäuses auf einander gegenüberliegenden Seiten des
Gehäuses aus diesem heraus geführt sind. Dies führt dazu, dass bei den Schaltern,
die beispielsweise eine Gehäusebreite von ca. 1,2 m besitzen, die Schubgestänge, über
die die Schaltwellen über jeweilige Schwenkhebel vom Boden aus verdreht werden können,
ebenfalls einen lichten Abstand von ca. 1,2 bis 1,5 m zueinander aufweisen. Hierdurch
lassen sich diese bekannten Schalter bisher nur an H-förmigen Masten einsetzen, deren
vertikale Mastkörper einen entsprechenden Abstand von ca. 1,2 m bis 1,5 m oder auch
mehr besitzen. Allerdings sind derartige H-förmige Masten vergleichsweise teuer, da
insgesamt 2 vertikale Mastkörper samt Fundament installiert werden müssen, um die
Schalter überhaupt einsetzen zu können.
[0006] Eine Montage an den heutzutage in erster Linie eingesetzten, gegenüber H-förmigen
Masten erheblich kostengünstigeren T-förmigen Mittelspannungsmasten, wie insbesondere
den bekannten T-förmigen Gittermasten, ist hingegen mit den bisherigen Schaltern nicht
möglich, da die vom Boden aus zu betätigenden Schubgestänge in einem Abstand von ca.
1,5 m voneinander angeordnet wären, und demgemäß eines der Schubgestänge frei hängend
unter dem Ausleger positioniert wäre.
[0007] Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Schalter
mit einem Mittenabgriff zu schaffen, welcher sich von lediglich einer Seite aus mittels
zweier angeordneter Schubgestänge betätigen lässt.
[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schalter mit den Merkmalen von Anspruch
1 gelöst.
[0009] Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen T-förmigen Masten zu schaffen,
an dem ein Schalter mit Mittenabgriff angeordnet ist, welcher sich über zwei Schubgestänge
von einer Seite aus bedienen lässt.
[0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 8 gelöst.
[0011] Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
[0012] Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass bestehende T-förmige Mittelspannungsmasten
in kostengünstiger Weise mit einem elektrischen Schalter nachgerüstet werden können,
welcher einen elektrischen Mittenabgriff hat, um z.B. Industrieanlagen oder auch Stadtteile
oder Solarfarmen lokal an eine Hauptstromversorgungsleitung anzuschließen oder im
Falle einer Störung oder auszuführender Arbeiten von dieser zu trennen.
[0013] Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten
Ausführungsformen beschrieben.
[0014] In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- schematische Frontansicht eines Masten mit einem Ausleger und erfindungsgemäßen Antrieb
des elektrischen Schalters mit Befestigung des Schalters am Ausleger,
- Fig. 2
- eine seitliche Ansicht des Masten von Fig. 1,
- Fig. 3
- eine vergrößerte schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Schalterantriebes
des elektrischen Schalters mit Mittenabgriff, und
- Fig. 4
- eine schematische Schaltungsdarstellung des Schalters mit den im Inneren des Gehäuses
angeordneten elektrischen Schaltelementen,
- Fig. 5
- schematische Frontansicht eines Masten mit einem Ausleger und erfindungsgemäßen Antrieb
des elektrischen Schalters mit Befestigung des Schalters am Querträger.
[0015] Wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist, umfasst ein elektrischer Schalter 2 zum Schalten
von elektrischen Spannungen im Bereich von z.B. 5 kV bis 35 kV oder auch mehr ein
Gehäuse 6, in dem erste elektrische Schaltelemente 2a aufgenommen sind. Die ersten
elektrischen Schaltelemente 2a werden über eine erste Schaltwelle 8a betätigt, die
an einer ersten Seite 6a des Gehäuses 6 aus diesem herausgeführt ist. An der ersten
Schaltwelle 8a ist ein erster Schwenkhebel 10a befestigt, über welchen die erste Schaltwelle
8a aus einer ersten geöffneten Schaltstellung in eine zweite geschlossene Schaltstellung
verdreht werden kann, in der die ersten elektrischen Schaltelemente 2a eine elektrisch
leitende Verbindung zwischen einem elektrischen eingangsseitigen Anschlusskontakt
12 und einem elektrischen Anschlusskontakt 14 für den Mittenabgriff des Schalter 2
herstellen.
[0016] Wie der Darstellung von Figur 4 weiterhin entnommen werden kann, sind im Gehäuse
6 weiterhin zweite elektrische Schaltelemente 2b angeordnet, die über eine zweite
Schaltwelle 8b betätigt werden, die an einer zweiten Seite 6b des Gehäuses 6 aus diesem
herausgeführt ist, welche der ersten Seite 6a gegenüber liegt. An der zweiten Schaltwelle
8b ist ein zweiter Schwenkhebel 10b drehfest aufgenommen, über den die zweite Schaltwelle
8b aus einer in Fig. 4 gezeigten ersten geöffneten Schaltstellung in eine zweite geschlossene
Schaltstellung verdreht werden kann, in der die zweiten elektrischen Schaltelemente
2b eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem elektrischen Anschlusskontakt
14 für den Mittenabgriff und einem dritten ausgangsseitigen elektrischen Anschlusskontakt
16 des Schalter 2 herstellen.
[0017] Die elektrischen Schaltelemente 2a und 2b können entweder bekannte elektrische Kontakte
sein, die in einer Schutzgasatmosphäre angeordnet sind, oder auch Halbleiterbauelemente,
die in dem nach außen hin gegen Mittelspannung isolierten Gehäuse 6 aufgenommen sind.
[0018] Um die erste Schaltwelle 8a zum Schließen oder Öffnen der elektrischen Leitungsverbindung
zwischen den Anschlusskontakten 12 und 14 zu verdrehen, ist der erste Schwenkhebel
10a gelenkig mit einem ersten Schubgestänge 18a gekoppelt, welches sich vorzugsweise
bis zum Boden herab erstreckt und im unteren Teil des Masts 4 über einen ersten Handhebel
19a betätigt werden kann, wie dies schematisch in Fig. 1 und 2 angedeutet ist.
[0019] Wie den Darstellungen der Figuren 1-3 weiterhin entnommen werden kann, ist am Gehäuse
6 eine Querwelle 20 vorgesehen, die oberhalb des Gehäuses 6 in zwei beabstandet zueinander
angeordneten Halteblechen 26a, 26b drehbar gelagert ist. Die Querwelle 20 erstreckt
sich gemäß der Darstellung von Fig. 1 und 2 über die Breite des beispielsweise 1,2
bis 1,5 m breiten Gehäuses 6 hinweg von der ersten Seite 6a aus zur zweiten Seite
6b desselben. An der Querwelle 20, vorzugsweise am freien Ende derselben, ist an der
ersten Seite des Gehäuses 6a ein erster Hebelarm 22a drehfest befestigt, welcher drehgelenkig
mit einem zum Boden geführten zweiten Schubgestänge 18b gekoppelt ist, das drehgelenkig
mit dem zweiten Hebelarm 22b gekoppelt ist über einen zweiten Handhebel 19b betätigt
werden kann. Durch Umlegen des zweiten Handhebels 19b lässt sich der zweite Hebelarm
22b in Aufwärts- und Abwärtsrichtung bewegen, und hierdurch die Querwelle 20 vor und
zurück drehen.
[0020] An der Querwelle 20, vorzugsweise an deren freiem Wellenende, ist auf der zweiten
Seite 6b des Gehäuses 6 ein zweiter Hebelarm 22b drehfest befestigt, der über eine
mechanische Koppelstange 24 drehgelenkig mit dem zweiten Schwenkhebel 10b verbunden
ist, um die bei einer Bewegung des zweiten Schubgestänges 18b erzeugte Drehbewegung
der Querwelle 20 über die Koppelstange 24 und den zweiten Schwenkhebel 10b auf die
zweite Schaltwelle 8b zu übertragen.
[0021] Hierdurch wird es ermöglicht, sowohl das erste, als auch das zweite Schubgestänge
gemeinsam auf der ersten Seite des Gehäuses 6 anzuordnen und im Wesentlichen parallel
zueinander zwischen dem Gehäuse 6 und dem Mastkörper 4b oder, wie gezeigt, innerhalb
des Mastkörpers 4b zu den im Bodenbereich angeordneten Handhebeln 19a und 19b zu führen,
wie dies in den Figuren 1 und 2 angedeutet ist.
[0022] Wie in Figur 1, 3 und 5 gezeigt ist, wird die Querwelle 20 vorzugsweise in zwei parallel
zueinander angeordneten Halteblechen 26a, 26b gelagert, die gleichzeitig als Halteelemente
dienen, über die das Gehäuse 6 an der Unterseite des Auslegers 4a oder des Querträgers
29 des Mastes 4 befestigt ist.
[0023] Die Lagerung der Querwelle erfolgt hierbei bevorzugt in Gleitlagern, wobei zwischen
dem ersten und dem zweiten Hebelarm 22a, 22b und den Halteblechen 26a, 26b jeweils
ein Fixierelement in Form einer Distanzhülse 28a, 28b angeordnet ist, welche eine
axiale Verschiebung der Querwelle 20 in den Lagern relativ zum Gehäuse 6 verhindern.
Hierdurch ergibt sich eine kostengünstige und zuverlässige Lagerung der Querwelle,
die auch nach langen Jahren eine in diesem Falle erforderliche höchstmögliche Zuverlässigkeit
bei der Betätigung der ersten und zweiten Schaltwelle 8a, 8b sicherstellt.
[0024] Der erste Schwenkhebel 10a und/oder der zweite Schwenkhebel 10b in verschiedenen
Winkelpositionen auf der zugehörigen ersten Schaltwelle 8a und/oder zweiten Schaltwelle
8b befestigbar. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Winkelausrichtungen der
Schwenkhebel 10a, 10b gegenüber der Querwelle 20 flexibel und mit geringem Aufwand
an unterschiedliche Aufhängepunkte des Gehäuses 6 sowie Konfigurationen der Gestänge
18a, 18b angepasst werden können.
[0025] Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der zweite Schwenkhebel 10b
und der zweite Hebelarm 22b parallel zueinander ausgerichtet. Hierdurch wird der Vorteil
erhalten, dass diese beide synchron mit der Querwelle 20 mitbewegt werden, was den
Betätigungsweg zwischen dem Handhebel 19b und der Schaltwelle 8b vergleichmäßigt.
[0026] In Hinblick auf eine leichte Anpassbarkeit des Bewegungsweges der Handhebel 19a,
19b an den Bewegungsweg der Schaltwellen 8a, 8b stellt es einen weiteren Vorteil dar,
wenn die Länge der Koppelstange 24 und/oder die Position der drehgelenkigen Verbindung
zwischen der Koppelstange 24 und dem zweiten Hebelarm 22b und/oder der Koppelstange
24 und dem zweiten Schwenkhebel 10b verändert werden können. Hierzu kann die Koppelstange
24 als ein in unterschiedlichen Positionen (durch Bohrungen im Flachstahl) arretierbarer
Flachstahl ausgeführt sein, der z.B. mit einem am Ende geformten Auge an einem nicht
näher gezeigten Zapfen mit Gewindeabschnitt angreift, welcher z.B. durch die Bohrungen
im Hebelarm 22b, bzw. im Schwenkhebel 10b hindurchgreift (nicht gezeigt) und z.B.
in unterschiedlichen Positionen durch Bolzen befestigt werden kann.
[0027] Der elektrische Schalter 2 wird bevorzugt unter dem Ausleger 4a am Ausleger selbst
oder an der Unterseite des Querträgers 29 unter dem Ausleger 4a befestigt, dass die
erste Gehäuseseite 6a dem zentralen Mastkörper 4b zugewandt ist. Das erste und zweite
Schubgestänge 18a, 18b zur Betätigung der ersten und zweiten Schaltwelle 8a, 8b erstreckt
sich dabei bevorzugt in vertikaler Richtung in Richtung zum Boden hin entweder an
der Außenseite des Mastkörpers 4b.
Liste der Bezugszeichen
[0028]
- 2
- elektrischer Schalter
- 2a
- erstes elektrisches Schaltelement
- 2b
- zweites elektrisches Schaltelement
- 4
- T-förmiger Mast
- 4a
- Ausleger
- 4b
- zentraler Mastkörper
- 6
- Gehäuse
- 6a
- erste Gehäuseseite
- 6b
- zweite Gehäuseseite
- 8a
- erste Schaltwelle
- 8b
- zweite Schaltwelle
- 10a
- erster Schwenkhebel
- 10b
- zweiter Schwenkhebel
- 12
- erster eingangsseitiger elektrischer Anschlusskontakt
- 14
- zweiter elektrischer Anschlusskontakt für Mittenabgriff
- 16
- dritter ausgangsseitiger elektrischer Anschlusskontakt
- 18a
- erstes Schubgestänge
- 18b
- zweites Schubgestänge
- 19a
- erster Handhebel
- 19b
- zweiter Handhebel
- 20
- Querwelle
- 22a
- erster Hebelarm
- 22b
- zweiter Hebelarm
- 24
- Koppelstange
- 26a,b
- Haltebleche
- 28a, b
- Distanzhülse
- 29
- Querträger
1. Elektrischer Schalter (2) zur Aufnahme an einem Ausleger (4a) oder Querträger (29),
mit einem Gehäuse (6), in welchem erste elektrische Schaltelemente (2a) aufgenommen
sind, die über eine an einer ersten Seite (6a) des Gehäuses (6) aus diesem herausgeführten
ersten Schaltwelle (8a) betätigbar sind, sowie mit im Gehäuse (6) aufgenommenen zweiten
elektrischen Schaltelementen (2b), die über eine, an einer der ersten Seite (6a) gegenüberliegenden
zweiten Seite (6b) aus dem Gehäuse (6) herausgeführten zweiten Schaltwelle (8b) betätigbar
sind, wobei die erste Schaltwelle (8a) über einen ersten, an dieser angeordneten Schwenkhebel
(10a) aus einer ersten geöffneten Schaltstellung in eine zweite geschlossene Schaltstellung
verdrehbar ist, in der die ersten elektrischen Schaltelemente (2a) eine elektrisch
leitende Verbindung zwischen einem ersten eingangsseitigen elektrischen Anschlusskontakt
(12) und einem zweiten elektrischen Anschlusskontakt (14) für den Mittenabgriff des
Schalters (2) herstellen, und wobei an der zweiten Schaltwelle (8b) ein zweiter Schwenkhebel
(10b) angeordnet ist, über welchen die zweite Schaltwelle (8b) aus einer ersten geöffneten
Schaltstellung in eine zweite geschlossene Schaltstellung verschwenkbar ist, in der
die zweiten elektrischen Schaltelemente (2b) eine elektrisch leitende Verbindung zwischen
dem zweiten elektrischen Anschlusskontakt für den Mittenabgriff (14) und einem dritten
ausgangsseitigen elektrischen Anschlusskontakt (16) des elektrischen Schalters (2)
herstellen, und wobei der erste Schwenkhebel (10a) über ein erstes, mit diesem gelenkig
gekoppeltes Schubgestänge (18a) aus der ersten in die zweite Schaltstellung verschwenkbar
ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass am Gehäuse (6) eine gegenüber diesem drehbar gelagerte Querwelle (20) aufgenommen
ist, welche sich über die Breite des Gehäuses (6) hinweg von der ersten Seite (6a)
aus zur zweiten Seite (6b) des Gehäuses (6) erstreckt,
dass an der Querwelle (20) auf der ersten Seite des Gehäuses (6a) ein erster Hebelarm
(22a) drehfest aufgenommen ist, welcher über ein zweites, drehgelenkig mit diesem
gekoppeltes Schubgestänge (18b) verschwenkbar ist, und dass an der Querwelle (20)
auf der zweiten Seite (6b) des Gehäuses (6) ein zweiter Hebelarm (22b) drehfest an
dieser aufgenommen ist, der über eine mechanische Koppelstange (24) drehgelenkig mit
dem zweiten Schwenkhebel (10b) verbunden ist, um diesen durch eine lineare Bewegung
des zweiten Schubgestänges (18b) zu verschwenken und dadurch die zweite Schaltwelle
(2b) aus der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung zu verdrehen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Querwelle (20) in zwei beabstandet zueinander angeordneten Halteblechen (26a,
26b) drehbar gelagert ist, die auf der dem zweiten elektrischen Anschlusskontakt(14)
für den Mittenabgriff gegenüberliegenden Seite des Gehäuses (6) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Querwelle (20) in den Halteblechen (26a, 26b) in Gleitlagern gelagert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Querwelle (20) in axialer Richtung durch wenigstens ein Fixierelement (28a, 28b)
gegen eine axiale Verschiebung relativ zum Gehäuse (6) fixiert ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Schwenkhebel (10b) und der zweite Hebelarm (22b) im Wesentlichen parallel
zueinander ausgerichtet sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Länge der Koppelstange (24) und/oder die Position der drehgelenkigen Verbindung
zwischen der Koppelstange (24) und dem zweiten Hebelarm (22b) und/oder der Koppelstange
(24) und dem zweiten Schwenkhebel (10b) veränderbar ist.
7. T-förmiger Mast, insbesondere Gittermast (4), der einen Ausleger (4a) besitzt
dadurch gekennzeichnet,
dass am Ausleger (4a) oder am Querträger (29) ein elektrischer Schalter (2) nach einem
der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist.
8. T-förmiger Mast nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der elektrische Schalter (2) an der Unterseite des Auslegers (4a) oder des Querträgers
(29) an diesem in der Weise befestigt ist, dass die erste Gehäuseseite (6a) dem zentralen
Mastkörper (4b) zugewandt ist, und dass das erste und zweite Schubgestänge (18a, 18b)
zur Betätigung der ersten und zweiten Schaltwelle (8a, 8b) sich in vertikaler Richtung
erstreckend zwischen der ersten Gehäuseseite (6a) und dem Mastkörper (4b) angeordnet
sind.
9. T-förmiger Mast nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mast (4) ein Gittermast ist.