DE2809499A1

DE2809499A1 - Hochspannungstrennschalter

Info

Publication number: DE2809499A1
Application number: DE19782809499
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dipl Ing Hoffmann; Karl Dr Ing Kriechbaum; Felix Dipl Ing Paal; Erwin Rohde
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1978-03-06
Filing date: 1978-03-06
Publication date: 1979-09-13
Also published as: DE2809499C2

Description

Hochspannunqstrennschalter
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungstrennschalter, insbesondere Einsäulen-Scherentrennschalter mit einem Paar an den Enden der Schere angebrachten beweglichen Hauptkontaktstücken und einem an der Hochspannungsleitung befestigten Gegenkontaktstück.
Die Kontaktsysteme von Trennschaltern sind im allgemeinen so ausgelegt, daß sie nur im Leerlauf, d.h. ohne Strombelastung ein-und auszuschalten sind. Aus diesem Grunde sind bei Trennschaltern keine Vorkehrungen getroffen, welche das Einschaltvermögen erhöhen oder welche eine Ausschaltung von Last- oder Kurzschlußströmen ermöglichen.
Es hat sich jedoch in jüngster Zeit herausgestellt, daß in bestimmten Fällen auch für Trennschalter ein gewisses Ein- und Ausschaltvermögen gefordert werden muß Dies ist z.B. der Fall, wenn der Schalter zum Ein- und Ausschalten einer längeren Leitung verwendet wird.
Ein anderer solcher Fall liegt vor, wenn der Schalter zum Ein-und Ausschalten eines Sammelschienenabschnittes benutzt wird, dem ein zweiter stromführender Sammelschienenabschnitt parallel geschaltet ist. Bei gleichen Impedanzen der zu- bzw. abgeschalteten, vom Strom durchflossenen Sammelschienenabschnitte muß das Einschalt- bzw. das Ausschaltvermögen des Trenners etwa der Hälfte des Gesamtstromes entsprechen. Die beim Ausschalten eines solchen Parallelzweiges am Trenner auftretende Spannung zwischen den Kontakten ist gleich dem Produkt aus Gesamtstrom und Impedanz des Sammelschienenabschnittes. Sie kann den Wert von einigen hundert Volt erreichen, wodurch das Entstehen eines Schaltlichtbogens während der Öffnungsbewegung der Trennerkontakte verursacht wird.
Bei bekannten Trennschaltern, die keine besonderen Einrichtungen zur Erhöhung des Schaltvermögens haben, können in den oben beschriebenen Schaltfällen durch die entstehenden Schaltfunken die Kontaktflächen verschmutzt werden. Hierdurch wird mit der Zeit die Dauerstromtragfähigkeit vermindert, da die im fabrikneuen Zustand versilberten Kontaktflächen beschädigt werden. Je nach späterer -evtl. lang andauernder- Strombelastung,der Aggressivität der Atmosphäre und der Dauer dieser Einwirkungen können derartig beschädigte Kontaktstellen einen so hohen übergangswiderstand annehmen, daß schließlich die Kontaktstücke verschmoren und Betriebsstörungen die Folge sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei Hochspannungstrennschaltern mittels geeigneter Maßnahmen eine Beschädigung der Dauerstromkontaktflächen durch Ein- und Ausschaltströme zu verhindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs enthaltenden Merkmale gelöst.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Einsäulen-Scherentrennschalter als Stand der Technik, Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines dem Hauptkontaktstück vorgelagerten Vorkontaktstückes, Fig. 3 zeigt -ein zweites Ausführungsbeispiel des Vorkontaktstückes, Fig. 4 zeigt ein dem Gegenkontaktstück vorgelagertes Vorkontaktstück, Fig. 4 ist eine Seitenansicht von Fig. 5.
Fig. 5 zeigt eine Variante mit einem als Schleifkontakt ausgebildeten Vorkontakt, Fig. 5a ist ein vergrößerter Ausschnitt aus Fig. 5, Fig. 6 zeigt eine mit einer magnetischen Verklinkung versehene Kontakteinrichtung.
Der bekannte Einsäulen-Scherentrennschalter gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einer Porzellansäule 1 und einer Schere 2. An den oberen Enden der Schere 2 sind bewegliche Hauptkontaktstücke 3a, 3b befestigt. Diese umfassen im Einschaltzustand ein feststehendes Gegenkontaktstück 4, welches an einem Leiterseil 5 befestigt ist.
In Fig. 2 ist in der Seitenansicht und vergrößert das Hauptkontaktstück 3a dargestellt. Zur Lösung der obengestellten Aufgabe ist dem Hauptkontaktstück 3a mit seiner Kontaktschiene 6 eine gerade, federnde Stange. 7 in Schließrichtung vorgelagert.
Die Stange 7 ist mittels einer Klemme 8 seitlich versetzt am Kontaktstück 3a befestigt. Vorteilhaft ist an jeder Seite des Kontaktstückes 3a eine Stange 7 angebracht. Das zweite Hauptkontaktstück 3b ist in gleicher Weise ausgerüstet (nicht dargestellt).
Bei einer Einschaltung trifft nun zuerst die aus einem lichtbogenfesten Material bestehende Stange 7 auf das Gegenkontaktstück 4 und übernimmt den Einschaltstrom. Erst am Ende der Stangenbewegung berührt auch die Kontaktschiene 6, die zur Führungwdes Dauerstromes dient, das Gegenkontaktstück 4 und übernimmt den größten Teil des Stromes Da die Einschaltung der Kontåktschiene 6 nunmehr völlig stromlos erfolgt, können der Dauerstromkontakt bzw. die Kontaktschiene 6 nicht beschädigt werden.
Bei der Ausschaltung wird der Dauerstromkontakt ebenfalls entlastet, da die endgültige Trennung der Strombahn an den Stangen 7 erfolgt.
Eine Variante des Vorkontaktstückes ist in Fig0 3 in der Seitenansicht dargestellt. Hier ist am Hauptkontaktstück 3a beidseitig versetzt je eine U-förmig gebogene, federnde Stange 9 mittels einer Klemme 8 befestigt. Das freie Ende der Stange 9 ist dem Hauptkontaktstück 3a bzw. der Kontaktschiene 6 wiederum in Schließrichtung vorgelagert. Diese Ausführung hat gegenüber der ersten Variante nach Fig. 2 den Vorteil, daß die Stange 9 parallel zur Kontaktschiene 6 verläuft und einen größeren, federnden Abschnitt aufweist. Die Funktionsweise entspricht der Ausführung nach Fig. 2.
Eine weitere Variante des Vorkontaktstückes ist in den Fig. 4, 4a dargestellt. Im Gegensatz zu den obenbeschriebenen Ausführungen ist das Vorkontaktstück hier nicht am Hauptkontaktstück, sondern am Gegenkontaktstück befestigt. Das Gegenkontaktstück 4 trägt hierzu an Klemmen 8 zwei C-förmig gebogene Stangen 11. Diese sind dem Gegenkontaktstück 4 in Schließrichtung vorgelagert. An beiden Seiten des Gegenkontaktstückes 4 sind noch Elektroden 12 zur Feldsteuerung angebracht.
Bei einer Einschaltung berühren die Kontaktschienen 6 der Hauptkontaktstücke 3a, 3b zuerst die Stangen 11. Diese übernehmen dann vorübergehend den Einschaltstrom. Die Stangen 11 werden anschließend zurückgebogen, bis die Kontaktschienen 6 das Gegenkontaktstück 4 berühren. Anschließend übernimmt das Gegenkontaktstück 4 den Hauptteil des Stromes. Das Gegenkontaktstück 4 ist mittels zweier Stangen lOa, lOb am Leiterseil 5 befestigt.
Die obenbeschriebenen Anordnungen sind auch für andere Arten von Hochspannungstrennschaltern, wie z.B. Drehtrennschalter, geeignet.
Durch die Erhöhung der Zahl der Kontaktpunkte ist zusätzlich zur Lösung der oben gestellten Aufgabe auch eine Erhöhung der Dauerstromtragfähigkeit zu erwarten.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 5 und 5a dargestellt. Hier bestehen die Vorkontaktstücke aus zwei O-förmig gebogenen Stangen 13a, 13b. Die Stangen sind mittels Klemmstücken 8 an den beiden Enden des Gegenkontaktstückes 4 befestigt. Die Hauptkontaktstücke 3a, 3b haben außer der Kontaktschiene 6 für den Nennstrom noch je zwei seitlich angebrachte Hilfskontaktschienen 15a, 15b. Die Stangen 13a, 13b sind so gebogen, daß sie eine trichterförmige Einlaufbahn für die Hauptkontaktstücke 3a, 3b bilden.
Bei einer Einschaltung erfolgt die erste Kontaktberührung durch die Hilfskontal;tschienen 15a, 15b (Schleifkontakt). Diese führen kurzzeitig den Strom, bis die Kontaktschiene 6 das Gegenkontaktstück 4 berührt.
Bei einer Ausschaltung bilden sich die Fußpunkte des Schaltlichtbogens nur an den Vorderkanten 16a, 16b der Schienen 15a, 15b aus.
Eine hierdurch verursachte Oxidation ist jedoch nicht von Bedeutung, da die Mittelabschnitte der Schienen 15a, 15b unversehrt bleiben und so den Strom gut übertragen können.
Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist die Verhinderung von horizontalen Reibbewegungen zwischen den Kontaktstücken 3 und 4.
Eine solche Reibbewegung kann durch Wind- oder Stromkräfte verursacht werden und verschleißt durch den mechanischen Abrieb die Kontaktstellen für den Nennstrom. Durch die trichterförmige Ausbildung der Stangen 13a, 13b ist ferner die Kontaktstelle der Kontaktschiene 6 festgelegt, so daß es genügt, nur einen kleinen Abschnitt 17 des Gegenkontaktes 4 zu versilbern.
Der Durchmesser sowie die äußere Form der Stäbe des Gegenkontaktes werden in bekannter Weise so gewählt, daß die Feldverhältnisse verbessert werden und damit ein Glimmen verhindert wird.
Alle Vorkontaktstücke 7, 9, 11, 13 bestehen zweckmänig aus rostfreiem Stahl, da dieser durch Lichtbogeneinwirkung bzw. Lichtbogenfußpunkte nur wenig beschädigt wird.
In Fig. 6 ist eine Kontaktanordnung in der geschlossenen Stellung gezeigt, bei der die Enden der Hauptkontaktstücke 3a, 3b durch zwei Dauermagnete 16a, 16b magnetisch verklinkt sind. Dies hat den Vorteil, daß bei einer Ausschaltung die Kontaktstücke 3a, 3b durch die Magnetkraft zunächst zusammengehalten werden. Erst nachdem sich die Holmen der Schere 2 gespannt haben, reicht die Offnungskraft zum Trennen der Magnete 16a, 16b aus. Diese bewegen sich dann mit erhöhter Öffnungsgeschwindigkeit auseinander. Durch die besonders schnelle Öffnung bzw. kurze Öffnungszeit des Trennerkontaktes wird die Wirkung eines Ausschaltlichtbogens gemildert.
Anstelle der magnetischen Verklinkung läßt sich auch eine mechanische Verklinkung anbringen (nicht dargestellt).

Claims

Patentansprüche Hochspannungstrennschalter, insbesondere Einsäulen-Scherentrennschalter mit einem Paar an den Enden der Schere angebrachten beweglichen Hauptkontaktstücken und einem an der Hochspannungsleitung befestigten Gegenkontaktstück, dadurch gekennzeichnet, daß an einem der beiden Kontaktstücke (3a,3b, 4) separat federnde Vorkontaktstücke (7,9,11,13) derart vorstehend angebracht sind, daß die Vorkontaktstiicke (7,9,11,13) beim Einschalten vor den Hauptkontaktstücken (3a,3b) schließen und beim Ausschalten nach den Hauptkontaktstücken (3a,3b) öffnen.
2) Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkontaktstücke aus zwei geraden, federnden Stangen (7) bestehen, die an ihrem einen Ende an den beweglichen Hauptkontaktstücken (3a,3b) befestigt sind und deren freie Enden diesen in Schließrichtung vorgelagert sind (Fig. 2).
3) Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkontaktstücke aus zwei U-förmig gebogenen, federnden Stangen (9) bestehen, die an ihrem einen Ende an den beweg lichen Hauptkontaktstücken (3a, 3b) befestigt sind und deren freie Enden diesen in Schließrichtung vorgelagert sind (Fig. 3).
4) Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkontaktstücke aus zwei C-förmig gebogenen Stangen (11) bestehen, die an beiden Enden am Gegenkontaktstück (4) befestigt sind und deren Mittelabschnitte diesem in Schließ richtung vorgelagert sind (Fig. 4, 4a).
5) Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkontaktstücke aus zwei O-förmig gebogenen Stangen (13a,13b) bestehen, die an den äußeren Enden (14a,14b) des Gegenkontaktstückes (4) befestigt sind und in der Mitte eine trichterförmige Einlaufbahn für die Hauptkontaktstücke (3a, 3b) bilden (Fig. 5, 5a).
6) Trennschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkontaktstücke (3a,3b) zusätzlich mit zwei seitlich angebrachten Hilfskontaktschienen (15a,15b) versehen sind.
7) Trennschalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkontaktstücke(7,9,11,13) aus rostfreiem Stahl bestehen.
8) Trennschalter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Hauptkontaktstücke (3a,3b) je ein Magnet (16a,16b) befestigt ist und daß sich die Magnete (16a,16b) in der Einschaltstellung berühren (Fig.6).