High voltage circuit breaker with switching resistor and auxiliary switching arrangement

Beschreibung

[0001] Die Erfindung befasst sich mit einem Hochspannungs-Leistungsschalter mit einer Hauptschaltstelle und mit einer beim Ausschalten nach der Hauptschaltstelle öffnenden, mit einem Strombegrenzungswiderstand in Reihe geschalteten Hilfsschaltstelle, die einen von dem Antrieb der Hauptschaltstelle 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. Ein Leistungsschalter dieser Art ist durch die DE-B-1 142 025 bekanntgeworden.

[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.

[0003] Bei der Anordnung nach der erwähnten DE-B-1 142 025 sind der Hauptschaltstelle und der Hilfsschaltstelle gesonderte Wellen zugeordnet. Die verzögerte Betätigung der Hilfsschaltstelle wird nach der Lösung einer die Hilfsschaltstelle im Einschaltzustand haltenden Verklinkung durch eine mit der Welle der Hilfsschaltstelle gekuppelte Schwungnase erreicht. Da jedoch die Verzögerung nicht nur von der Schwungmasse, sondern auch von schwankenden Reibungskräften abhängt, ist die gewünschte zeitliche Folge bei der Betätigung der Hauptschaltstelle und der Hilfsschaltstelle nicht mit völliger Sicherheit gewährleistet. Zwar ist es bereits bekannt (DE-B-1 146 941), die Schalteinrichtung der Hilfsschaltstelle durch ein lichtempfindliches Element, z. B. eine Fotodiode oder ein Fototransistor, zu steuern, um den Augenblick des Erlöschens des Lichtbogens an der Hauptschaltstelle genau zu erfassen. Das präzise Arbeiten dieser Einrichtung kann jedoch durch Verschmutzung gestört sein.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache, d.h. rein mechanisch wirkende, Steuereinrichtung für die Hilfsschaltstelle zu schaffen.

[0005] Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Hauptschaltstelle und die Hilfsschaltstelle eine gemeinsame Antriebswelle besitzen, die mit der Hilfsschaltstelle durch eine Freilaufkupplung verbunden ist, und dass an dem beweglichen Schaltstück der Hilfsschaltstelle ein Hebel gelenkig angreift, der mit einem durch die Freilaufkupplung schwenkbaren Kurbelarm gelenkig verbunden ist, und dass der Hebel und der Kurbelarm mit ihrem gemeinsamen Gelenk in der Einschaltstellung der Hilfsschaltstelle in Übertotpunktstellung an einen ortsfesten Anschlag anlegbar sind. 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. Infolge der Ausbildung der Verriegelung als Übertotpunktverriegelung entfallen Reibungsvorgänge und damit praktisch jeder Verschleiss.

[0006] 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 gebildet sein, die auf der Antriebswelle befestigt ist.

[0007] Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispieles näher erläutert.

[0008] Die Fig. 1 bis 6 zeigen eine gemeinsame Antriebsvorrichtung für die Haupt- und die Hilfsschaltstelle eines Hochspannungs-Leistungsschalters in verschiedenen Schaltstellungen, um den Bewegungsablauf zu veranschaulichen.

[0009] 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.

[0010] 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 einer auf der Antriebswelle 14 sitzenden Kurbelarmes 15 und eines Schwinghebels 16 von der in der Fig. 1 gezeigten Einschaltstellung in die in Fig. 5 dargestellte Ausschaltstellung und umgekehrt bewegbar ist.

[0011] Die gemeinsame Antriebswelle 14 trägt ferner eine Scheibe 17, die mit einem Ausschnitt ver-sehen 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. Ein Hebel 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.

[0012] Wie die Fig. 1 zeigt, ist die Kraftspeicherfeder 25 in der Einschaltstellung gespannt, wobei der Kurbelarm 22 und der Hebel 23 in Übertotpunktstellung 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 den Hebel 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 Fig. 5 gezeigte Stellung der Haupt- und der Hilfsschaltstelle.

[0013] Die Ausgangslage gemäss der Fig. 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 Hauptsehaltstelle 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 Übertotpunktstellung gemäss der Fig. 1 wieder erreicht ist und der Gelenkpunkt 27 des Kurbelarmes 22 und des Hebels 23 an dem ortsfesten Anschlag 30 anliegt. Dadurch ist die Energie gespeichert, die für die mechanische Ausschaltbewegung und für die Löscheinrichtung benötigt wird.

Ansprüche

1. Hochspannungs-Leistungsschalter mit einer Hauptschaltstelle (1) und mit einer beim Ausschalten nach der Hauptschaltstelle (1) öffnenden, mit einem Strombegrenzungswiderstand (11) in Reihe geschalteten Hilfsschaltstelle (5), die einen von dem Antrieb (14) der Hauptschaltstelle (1) aufladbaren Kraftspeichern (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 Schaltstükkes (2) der Hauptschaltstelle (1) entriegelbar ist, 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, und 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.

2. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, 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.

Claims

1. High voltage power switch comprising a main switching point (1) and an auxiliary switching point (5) which, on disconnection, opens after the main switching point (1), is connected in series with a current limiting resistor (11), has an energy storing device (25) which can be loaded from the actuator (14) of the main switching point (1) and is provided with a latching device (22, 23, 27) which automatically snaps into position when the energy storing means (25) is in the loaded state and on disconnection can be unlocked in dependence upon the position of the movable switching element (2) of the main switching point (1), characterised in that the main switching point (1) and the auxiliary switching point (5) have a common drive shaft (14) which is connected to the auxiliary switching position (5) by a slip coupling (17, 20, 21, 22), and that a lever (23) pivotally engages the movable switching element (6) of the auxiliary switching point (5) and is pivotably connected to a crank arm (22) which can be pivoted by the slip coupling (17, 20, 21, 22), and that the lever (23) and the crank arm (22) can be applied against a stationary stop means (30) in the connected position of the auxiliary switching position (5) with their common hinge (27) in the upper dead centre position.

2. High voltage power switch as claimed in Claim 1, characterised in that the slip coupling comprises two stop means (20, 21) for the crank arm (22) mounted on the drive shaft (14) which stop means are arranged on the common drive shaft (14) and are spaced from one another by the angle of rotation of the drive shaft (14) between connection and disconnection.

Revendications

1. Disjoncteur à haute tension comportant un point principal de commutation (1) et un point auxiliaire de commutation (5) s'ouvrant, lors du déclenchement, après le poste principal de commutation (1) et branché en série avec une résistance (11) de limitation du courant et qui possède un accumulateur d'énergie (25) pouvant être chargé par le dispositif de commande (14) du point principal de commutation (1) et qui comporte un dispositif d'encliquetage (22, 23, 27) qui se verrouille obligatoirement lorsque l'accumulateur d'énergie (25) est dans la position chargée, et peut être déverrouillé, lors du déclenchement, en fonction de la position de la pièce de contact mobile (2) du point principal de commutation (1), caractérisé par le fait que le point principal de commutation (1) et le point auxiliaire de commutation (5) possèdent un arbre de commande commun (14), qui est relié au point auxiliaire de commutation (5) par un accouplement à roue libre (17, 20, 21, 22), et que la pièce de contact mobile (6) du point auxiliaire de commutation (5) est attaqué, par l'intermédiaire d'une articulation, par un levier (23) que est relié, par articulation, à un bras de manivelle (22) pouvant être pivoté par l'accouplement à roue libre (17, 20, 21, 22), et que le levier (23) et le bras de manivelle (22) peuvent être appliqués, par leur articulation commune (27), dans la position de point mort dépassée, contre une butée fixe (30), lorsque le point auxiliaire de commutation (5) est dans la position enclenchée.

2. Disjoncteur à haute tension suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'accouplement à roue libre comporte deux butées (20, 21), montées sur l'arbre de commande commun (14) et écartées l'une de l'autre de l'angle de rotation de l'arbre de commande (14) lors de l'enclenchement et du déclenchement et prévues pour le bras de manivelle (22) monté sur l'arbre de commande (14).

Drawing