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Schaltgerät mit Hochleistungssicherungen zur Kurzunterbrechung Ein
erheblicher Teil aller Leitungsfehler entsteht durch Lichtbogenkurzschlüsse, die
zum größten Teil ohne Betriebsstörung durch Kurzunterbrechung beseitigt werden können:
Für die Kurzunterbrechung, die auch im Mittelspannungsgebiet immer weitere Verbreitung
findet, sind bisher ausschließlich Leistungsschalter mit einer entsprechend hohen
Ausschaltleistung verwendet worden. Im Störungsfall trennt der durch ein Schutzrelais
ausgelöste Leistungsschalter die fehlerhafte Leitung von der Stromquelle und schaltet
nach einer kurzen spannungslosen Pause wieder ein. Besteht die Störung noch nach
der Wiedereinschaltung, z. B. infolge eines Dauerfehlers wegen metallischer Berührung,
so erfolgt die endgültige Ausschaltung. Da auch bei der zweiten Ausschaltung der
Leistungsschalter mit der vollen Nennausschaltleistung belastet werden kann, werden
an die Löscheinrichtung erhebliche Anforderungen gestellt. Das gleiche trifft naturgemäß
auch auf die Antriebsvorrichtung zu. Um diesen. Anforderungen gerecht zu werden,
bedarf es in der Regel besonderer Vorkehrungen.
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Es ist bekannt, Schalter mit einer verhältnismäßig kleinen Ausschaltleistung,
z. B. Leistungstrennschalter oder Lasttrennschalter, mit Hochleistungssicherungen
auszurüsten, wenn diese Schalter in Netze eingesetzt sind mit einer die Ausschaltleistung
der Schalter übersteigenden Kurzschlußleistung. Bei Ansprechen der Sicherungen wird
der Schalter über eine Auslösevorrichtung ausgeschaltet.
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Die Erfindung geht davon aus, die hohen Ausschaltleistungen moderner
Sicherungen und ihre kurzen Eigenzeiten, die in den Grenzen der bei Mittelspannungsnetzen
geforderten spannungslosen Pause von 0,2 bis 0,35 Sekunden liegt, für die Schaffung
eines Schaltgerätes auszunutzen, das im Vergleich zu Leistungsschaltern mit weit
weniger technischem Aufwand in der Lage ist, Kurzunterbrechungen durchzuführen.
Dieser Gedanke ist an sich nicht neu.
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Es sind einpolige Schaltgeräte mit zwei parallel nebeneinander oder
übereinander und schräg zur Senkrechten angeordneten Sicherungen bekanntgeworden.
Der untere Halter der Sicherungen ist drehbar gelagert, während das obere Ende der
Sicherungen von einem mit dem Leitungsanschluß des Schaltgerätes verbundenen lösbaren
Kontakt gehalten wird. Von den beiden Sicherungen ist jeweils immer nur eine in
den Stromkreis eingeschaltet. Spricht diese Sicherung an, so wird die obere Kontaktverbindung
freigegeben. Infolge ihrer Schräglage kippt die Sicherung nach unten, wobei der
untere Halter die Einschaltung der zweiten Sicherung auslöst. Diese Art von Schaltgerät
weicht grundlegend von den üblichen Bauformen ab. Bei Verwendung dieser Schaltgeräte
für Kurzunterbrechung ist zu berücksichtigen, daß im Falle einer erfolglosen Kurzunterbrechung
auf einen Kurzschluß geschaltet wird. Damit trotz dieser starken Belastung das Schaltgerät
funktionsfähig bleibt, müssen die Schaltkontakte entsprechend bemessen und mit einer
Schnelleinschaltvorrichtung versehen sein. Diese unumgänglichen Maßnahmen lassen
sich wegen der Eigenart des Schaltgerätes mit üblichen und erprobten Hochspannungs-Schalteinrichtungen
nicht verwirklichen. Es ist vielmehr eine besondere, die Herstellungskosten erhöhende
Konstruktion und Ausbildung der Kontakteinrichtung erforderlich. Auch ist die Zusammenfassung
des einpoligen Schaltgerätes zu einem dreipoligen dann nicht ohne weiteres möglich,
wenn die Forderung einer allpoligen Umschaltung beim Ansprechen einer Sicherung
gestellt ist.
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Bei einem anderen bekannten, ebenfalls einpoligen Schaltgerät der
gleichen Gattung, das jedoch mit drei Sicherungen bestückt ist, erfolgt die Umschaltung
der Sicherungen mittels zweier um eine gemeinsame Achse schwenkbarer Trennmesser.
In der Aus-Stellung liegen die Trennmesser unter Federdruck an einer aus Glas oder
sonstigem Isolierstoff bestehenden Hülse an, die sich ihrerseits auf ein Anschlußstück
der festen Schaltkontakte abstützt. Die Hülse enthält Schießpulver und eine Funkenstrecke,
deren Leitungen mit den metallischen Kappen der Hülse leitend verbunden sind. Das
beim Durchbrennen einer Sicherung entstehende unterschiedliche Potential zwischen
den Kappen führt zu einem überschlag in der Funkenstrecke, der das Pulver entzünden
soll. Die durch die Zerstörung der Hülse frei gewordene Feder schaltet das Trennmesser
und damit die
nächste Sicherung ein. Nicht nur, daß nach jedem Schaltvorgang
die Hülsen ersetzt werden müssen, bilden diese auch eine Gefahr und eine zusätzliche
Störungsquelle. Es liegt auf der Hand, daß diese Art der Auslösung eine mechanische
Verbindung von drei dieser Schaltgeräte zwecks allpoliger Umschaltung beim Ansprechen
einer Sicherung nicht zuläßt.
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Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Sie betrifft
ein Schaltgerät mit mehreren Hochleistungssicherungen je Phase zur Kurzunterbrechung
und mit einer Auslösevorrichtung, die bei Ansprechen einer oder mehrerer Sicherungen
die selbsttätige Einschaltung der nächsten Sicherungen in den Stromkreis bewirkt.
Das erfindungsgemäße Schaltgerät ist dadurch gekennzeichnet, daß an dem nach Art
eines Trennschalters mit schwenkbaren Trennmessern ausgebildeten Schaltgerät pro
Pol mehrere, vorzugsweise zwei, parallel übereinander angeordnete Sicherungen angebracht
sind und daß das Schaltgerät für die Sicherungen der oberen Reihe einen zusätzlichen,
auf der Kreisbahn der Trennmesser liegenden Ruhekontakt erhält und daß bei Ansprechen
einer der mit einem Schlagstift versehenen Sicherungen der oberen Reihe über ein
Auslösegestänge die Verklinkung einer die Schalterwelle zur Umschaltung der Trennmesser
antreibenden Feder gelöst wird.
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Durch die Verwendung eines Trennschalters mit schwenkbaren Trennmessern
als Grundelement ergibt sich ein einfacher Aufbau des Schaltgerätes. Vorteilhaft
ist der aus Isoliermaterial von ausreichender mechanischer Festigkeit bestehende
Träger des festen Ruhekontaktes so ausgebildet, daß er auch den einen Klemmkontakt
der oberen Sicherung trägt und an dem den Umschaltkontakt tragenden Stützer befestigt
werden kann.
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In den meisten Fällen wird ein Leitungsfehler, sofern nicht ein metallischer
Kurzschluß vorliegt, durch eine einmalige Kurzunterbrechung beseitigt. Dementsprechend
genügt im allgemeinen der Anbau von zwei Sicherungen pro Schalterpol.
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A b b.1 zeigt eine Seitenansicht und A b b. 2 eine Frontansicht des
erfindungsgemäßen Schaltgerätes. Es besteht im wesentlichen aus einem Trennschalter
der üblichen Bauart, dessen Trennmesser l in den Schaltstücken 2 schwenkbar
gelagert sind. Die Trennmesser sind durch Schaltstangen 3 mit den auf der Schaltwelle
4 festsitzenden Hebeln 5 verbunden. Neben den von den Stützem 6 getragenen
festen Umschaltkontakten 7 ist je ein weiterer Ruhekontakt 8 vorhanden. Das Tragstück
9 für das zusätzliche Schaltstück ist mittels des Trägers 10 aus Isoliermaterial
an der Armatur 11 des Stützers 6 befestigt. Der Träger kann aus Hartpapier, Kunstharz
od. dgl., also aus einem Isolierstoff mit hoher mechanischer Festigkeit bestehen.
Mit 12 und 13 sind die jedem Pol des Schaltgerätes zugeordneten beiden Sicherungen
bezeichnet. Die oberen Klemmkontakte 14 und 15 der Sicherungen werden von den Stützern
16 getragen. Sie sind jeweils elektrisch mit der Anschlußfahne 17 verbunden. Die
unteren Klemmkontakte 18 der Sicherungen 13 sind an den Anschlußstücken 20 der festen
Umschaltkontakte 7 und die unteren Klemmkontakte 19 der Sicherungen 12 an den Tragstücken
9 angeschraubt. Das Schaltgerät arbeitet wie folgt: In der ausgezogen gezeichneten
Stellung der Schaltmesser 1 (A b b.1) ist der Schalter für Kurzunterbrechung bereit.
Entsteht ein Kurzschluß in der Leitung, so sprechen die in der vorderen Reihe liegenden
Sicherungen 12 an. Die frei werdenden Schlagstifte 21 betätigen die aus dem um die
Achse 22 schwenkbaren Winkelhebel 23 und dem Gestänge 24 bestehenden Auslösevorrichtung.
Dabei wird eine mit 25 angedeutete Verklinkung, welche die gespannte Schraubenfeder
26 (s. A b b. 2) hält, aufgehoben. Die sich entspannende Feder treibt die Schalterwelle
an, so daß die Trennmesser 1 in die strichpunktiert gezeichnete Schaltstellung geschwenkt
werden. Ist die Kurzunterbrechung erfolgreich, so kann der Schalter; ohne daß eine
Stromunterbrechung stattfindet, wieder für eine neue Kurzunterbrechung bereitgemacht
werden. Dies geschieht in folgender Weise: Zunächst wird das zusätzliche Trennmesser
27
z. B. mittels einer in die öse 28 eingreifenden Schaltstange gezogen. Die
defekte Sicherung kann nun mit Hilfe einer aus Isoliermaterial bestehenden Zange
ohne Gefahr gegen eine neue Sicherung ausgewechselt werden. Danach wird das zusätzliche
Trennmesser 27 wieder eingeschaltet und damit auch die dieser Schaltstelle zugehörige
Sicherung. Die Trennmesser 1 können nun stromlos umgeschaltet werden, wobei die
Feder wieder gespannt wird. Der Schalter ist für Kurzunterbrechung wieder verwendungsfähig.
In analoger Weise lassen sich bei einer erfolglosen Kurzunterbrechung sämtliche
durchgebrannten Sicherungen auswechseln.
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Bei einer erfolglosen Kurzunterbrechung schalten die Trennmesser in
der zweiten Schaltstelle auf den noch anstehenden Kurzschluß. Der dadurch entstehenden
hohen Beanspruchung sind die Schaltkontakte bis zu einer ansehnlichen, in den meisten
Fällen ausreichenden Kurzschlußleistung gewachsen. Es ist nämlich zu berücksichtigen,
daß wegen der verhältnismäßig geringen Massen, die der Antrieb zu beschleunigen
hat, eine hohe Schaltgeschwindigkeit ohne zusätzlichen Kraftaufwand erzielt wird.
Es kommt hinzu, daß infolge der strombegrenzenden Wirkung der vorgeschalteten Sicherungen
an der zweiten Schaltstelle die volle Kurzschlußleistung gar nicht auftritt.