DE4445172C2 - Schaltfeld - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein in einem Schaltfeld einer Schaltan­ lage, vorzugsweise einer Mittelspannungsschaltanlage, einsetzba­ res Schaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiges Schaltfeld ist beispielsweise durch die früher angemeldete, nachveröffentlichte Patentanmeldung DE 195 11 736 A1 vorgeschlagen worden, bei der ein Isoliergehäuse vorgesehen ist, in dem ein Vakuumschalter eingebaut ist. Bei dieser Anord­ nung bleibt der Vakuumschalter allerdings unbeweglich im Inneren des Gehäuses angeordnet und außerhalb des Isoliergehäuses befin­ det sich ein Trennschalter, der mittels einer eigenen Betäti­ gungseinrichtung betätigt werden muß.

Ein Schaltfeld der eingangs genannten Art ist aus der DE 34 36 173 A1 bekannt geworden. Innerhalb einer mit Isoliergas gefüllten Metallkapselung befindet sich ein Isoliergehäuse, in dem ein elektrischer Schalter untergebracht ist, dessen Festkontaktstück mit einer Lagerstelle für ein Erdungsmesser verbunden ist. Zum Erden ist daher ein eigener Trennschalter vorgesehen, mit eige­ nem Festkontaktstück, Schwenkmesser und einer Lagerstelle.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schaltfeld der eingangs ge­ nannten Art zu schaffen, mit dem die Herstellung einer Erdung vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruches 1.

Erfindungsgemäß also ist der Vakuumschalter innerhalb des Gehäu­ ses verschiebbar angeordnet, dergestalt, daß er aus einer ersten Stellung, in der er sich im Zuge eines Strompfades befindet, in eine zweite Stellung verschiebbar ist, in der der Strompfad un­ terbrochen und eine Erdungsstellung erreicht wird. Weiterhin ist das Isoliergehäuse, in dem sich der Vakuumschalter befindet, so zu bemessen, daß eine derartige Verschiebbarkeit möglich ist; vorzugsweise ist das Isoliergehäuse etwa doppelt so lang wie der Vakuumschalter.

Damit ergibt sich im Vergleich zur Anordnung nach der DE 34 36 173 A1 schon insoweit eine Vereinfachung, als eine Erdung durch einfaches Verschieben des Vakuumschalters möglich ist.

Zwar ist aus der CH-559 440 A5 eine Schaltanlage bekannt gewor­ den, bei der ein Schalter innerhalb eines Isolierstoffgehäuses veschiebbar ist, um eine Erdung zu erreichen. Allerdings handelt es sich hierbei um eine kunststoffisolierte Schaltanlage, die mit der Schaltanlage gemäß dem Oberbegriff nicht vergleichbar ist.

In diesen beiden Stellungen ist der Vakuumschalter zu verriegeln bzw. festzulegen, um eine Betätigung der Kontaktstücke des Vaku­ umschalters vornehmen zu können. Zu diesem Zweck kann gemäß kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 2 der Vakuumschalter an von außen betätigbaren Halteelementen befestigt sein, die den Vakuumschalter in der ersten und zweiten Stellung fixieren. Als Halteelement ist dabei in bevorzugter Weise gemäß Anspruch 3 ein konzentrisch zur Mittelachse des Vakuumschalters verlaufender Zylindertopf vorgesehen, der nach außen herausragt und mittels eines Antriebes verschiebbar ist. Der Zylindertopf ist aus iso­ lierendem Material hergestellt. Seine offene Seite ist an der Frontwand angebracht und sein Innenraum ist nach vorne offen und steht mit dem Innenraum des Isoliergehäuses in strömungsmäßiger Verbindung.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin beste­ hen, daß die einzelnen Anschlußstellen Gleitkontaktanordnungen sind, so daß der Vakuumschalter ohne das Isoliergehäuse zu öff­ nen, aus der ersten in die zweite Stellung und zurück verschoben werden kann.

Zur Bildung der zweiten Anschlußstelle ist eine Gleitkon­ taktanordnung gemäß Anspruch 4 vorgesehen; eine solche Gleitkon­ taktanordnung ist für eine bewegliche Kontaktstange aus der DE-PS 6 89 966 bekannt geworden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind an dem festen und dem beweglichen Kontaktstengel je ein wenigstens zwei Kontaktfinger aufweisender Kontakt angebracht, deren gegen die zugehörigen Gleitkontaktanordnungen anliegende Kontaktflächen dauernd federnd radial nach außen gedrückt sind.

Diese Kontaktwippen können gemäß Anspruch 8 als doppelarmige Kontaktwippen ausgebildet sein, deren Lagerpunkt am zugehörigen Kontaktstengel liegt, deren einer Arm federnd nach innen und deren anderer Arm dadurch radial nach außen gedrückt ist.

Kontaktwippen an sich sind aus der CH-355 497 bekannt geworden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Er­ findung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele der Er­ findung dargestellt sind, soll die Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 einen horizontalen Schnitt durch ein Schaltfeld mit einem Vakuumschalter in einer ersten Stellung,

Fig. 2 das Schaltfeld gemäß Fig. 1 in gleicher Schnittan­ sicht mit dem Vakuumschalter in einer zweiten Stellung, und

Fig. 3 eine Schnittansicht ähnlich der der Fig. 1 mit Führungsstangen.

Innerhalb eines Schaltfeldes 10 befinden sich mehrere elektri­ sche Komponenten, von denen lediglich eine Sammelschiene 11 und ein in der Gesamtheit mit 12 bezeichnetes Schaltgerät darge­ stellt sind. Das Schaltfeld 10 ist nach vorne mittels einer Frontwand 13 verschlossen. Auf der Innenseite der Frontwand 13 ist ein langgestrecktes, zylinderförmiges, topfförmiges Isolier­ gehäuse 14 mit seinem freien Rand befestigt, innerhalb dem eine Vakuumschaltröhre 15 angeordnet ist. Die Vakuumschaltröhre 15, die in an sich bekannter Weise aufgebaut ist, besitzt ein festes Kontaktstück 16, das an einem festen Kontaktstengel 17 befestigt ist. Der aus der Vakuumröhre 15 herausragende feste Kontaktsten­ gel ist mit einem Kontaktträger 18 verbunden, der eine umlau­ fende Rille 19 aufweist, in der Lagervorsprünge 20 von Kontakt­ fingern 21 greifen, die als Doppelkontaktfinger ausgebildet sind. Der zum Topfboden 23 zugewandte Arm 24 der Kontaktfinger 21 dient als Kontaktierung, wogegen der andere Arm 25 aller Kon­ taktfinger von einer Schraubenfeder 26 umfaßt ist, die diese Arme 25 radial nach innen drücken, so daß die Arme 24 radial nach außen gedrückt werden. Im Bereich des Topfbodens 23 besitzt das Isoliergehäuse einen Gleitkontaktzylinder 27, der mit einem Verbindungsleiter 28 in elektrisch leitender Verbindung steht, welcher durch den Boden 23 unter Zwischenfügung einer Dichtung 29 als Verlängerungsstück 30 herausgeführt ist. Das Verlänge­ rungsstück 30 ist mit der Sammelschiene verbunden.

Innerhalb der Vakuumröhre 15 befindet sich ein bewegliches Kon­ taktstück 32, welches an einem beweglichen Kontaktstengel 33 be­ festigt ist, welches in an sich bekannter Weise unter Zwischen­ fügung eines nicht näher dargestellten Faltenbalges aus der Va­ kuumröhre 15 herausragt und mit einem Kontaktträger 34 verbunden ist, der in gleicher Weise aufgebaut ist wie der Kontaktträger 18. Etwa in der Mitte des Isoliergehäuses befindet sich ein zweiter Gleitkontakt 31, der dem Gleitkontakt 27 in seiner Funk­ tion entspricht und eine axiale Erstreckung D aufweist, die der Entfernung der Kontaktstücke 16, 32 entspricht. Der Kontaktträ­ ger 34 besitzt eine Nut 35, in der Lagerzapfen 20 (hier sind die gleichen Bezugsziffern verwendet wie bei dem Kontaktträger 18) eingreifen, die an den Kontaktfingern 21 angeformt sind. Die Kontaktierung zwischen den Kontaktfingern 21 und dem Gleitkon­ takt 31 ist in gleicher Weise bewirkt wie bei den Kontaktfingern 21, die mit dem Gleitkontakt 27 in Verbindung stehen.

Der Gleitkontakt 31 ist mittels eines Verlängerungsstückes 36 nach außen herausgeführt und schließt an einem Verbindungsstück 37 an, welches zu einer Stromzuführungsanschlußeinheit 38 oder Stromabführungsanschlußeinheit 38 führt.

Im Betrieb, also in der in Fig. 1 gezeigten Stellung, wenn die beiden Kontaktstücke 16 und 32 sich berühren, fließt Strom von dem Zuführungsanschluß 38 über das Verbindungsstück 37, den Gleitkontakt 31 und die Vakuumröhre 15 bis hin zur Sammelschiene 11. In dieser Stellung können beispielsweise Kurzschlußabschal­ tungen vorgenommen werden.

Im Bereich des freien Randes ist das Isoliergehäuse 14 ebenfalls mit einem im Inneren befindlichen Gleitkontakt 39 versehen, wel­ ches mit einem Verlängerungsstück 41 mit Erde 42 verbunden ist.

An dem aus dem Kontaktträger 34 herausragenden Ende des Kontakt­ stengels 33 ist eine Antriebsstange 43 in an sich bekannter Weise angeschlossen. Diese Antriebsstange 43 ist zur Betätigung des beweglichen Kontaktstückes 32 in Doppelpfeilrichtung A betä­ tigbar.

Die Frontwand 13 besitzt eine Durchlaßöffnung 44, die dem Innen­ durchmesser des Isoliergehäuses 14 entspricht. Diese Durchlaß­ öffnung 44 und damit das Isoliergehäuse 14 ist mittels eines Deckels 45 verschlossen, der mittels einer Schraubverbindung 46 an der Frontwand befestigt ist, die gleichzeitig auch zur Fixie­ rung des Verbindungsstückes 41 und zur elektrisch leitenden Ver­ bindung des Verbindungsstückes 41 mit dem Gleitkontakt 39 dient. Zwischen dem freien Rand des Isoliergehäuses 14 und der Front­ wand befindet sich eine Ringdichtung 47, ebenso wie zwischen dem Flanschrand 48 des Deckels 45 die Ringdichtung 49. Die Antriebs­ stange 43 ist durch einen Durchbruch 50 unter Zwischenfügung ei­ ner Dichtung 51 durch den Deckel 45 hindurchgeführt.

Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, wobei die wesentlichen Teile, die bei dem Schaltfeld in Fig. 1 vorhan­ den sind, sich auch hier wiederfinden. Ein gewisser Unterschied besteht darin, daß anstatt der Kontaktfinger 21 der Fig. 1 halb­ mondförmige Gleitkontaktstücke 61 und 62 vorgesehen sind, die mit der Innenfläche der Gleitkontakte 27 und 31 (auch Gleitkon­ taktzylinder genannt) zusammenwirken bzw. auf diesen gleiten. Die Kontaktstücke 61 sind auf einem Kontaktträger 63 gelagert und stehen mit diesem in elektrisch leitender Verbindung. An ortsfesten, mit dem Keramikzylinder der Vakuumschaltröhre 15 fest verbundenen Deckelelementen 65 im Bereich des Kontaktsten­ gels 33 des beweglichen Kontaktstückes 32 sind Gleitkontaktträ­ ger 64 angebracht, die von dem Kontaktstengel 33 durchgriffen sind und an denen eine Buchse 66 befestigt ist, an der wiederum ein Halteelement oder -mittel 67 angebracht ist, das, wie in der Zeichnung dargestellt, eine topfförmige Struktur hat und mit dem Topfboden an der Buchse 66 befestigt ist. Ein Abschnitt 33a des beweglichen Kontaktstengels 33 durchgreift die Buchse 66 und den Topfboden des Halteelementes 67, letzteren unter Zwischenfügung einer Dichtung 68. Das Halteelement 67 kann natürlich auch in Form von Führungsstangen ausgebildet sein.

Das Halteelement 67 wird von einem Antrieb betätigt, damit der Vakuumschalter aus der in Fig. 3 gezeigten Stellung in eine Stellung verbracht werden kann, die derjenigen der Fig. 2 ent­ spricht. Die Ausbildung des Halteelementes als ein Topf, der in die gleiche Richtung offen ist wie das Isoliergehäuse 14, hat den Vorteil, daß dadurch der Innenraum des Isoliergehäuses 14 abgedichtet ist. Anstatt eines napfförmigen Abschlusses wie des Deckels 45 kann dabei auch ein gerader Deckel 69 vorgesehen wer­ den, der das Halteelement 67 ebenfalls unter Zwischenfügung ei­ ner Dichtung 68 umfaßt.

Wenn nun die Vakuumröhre 15 in eine Trennstellung verbracht wer­ den soll, dann werden zunächst die beiden Kontakte 16 und 32 ge­ öffnet mit der Antriebsstange 43 und danach kann über die An­ triebsstange 43 die Vakuumröhre 15 in diejenige Stellung ver­ bracht werden, in der die Kontaktfinger 21 am festen Kontakt­ stengel und am beweglichen Kontaktstengel mit den Gleitkontakt­ stücken 31 und 39 in Verbindung gelangen, siehe Fig. 2. In die­ sem Fall ist der an dem Zuführungsanschluß 38 angeschlossene Strompfad (in Form eines Kabels und dgl.) geerdet, wenn die bei­ den Kontaktstücke 16 und 32 in der in Fig. 2 befindlichen Stel­ lung geschlossen werden.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 wird der Schalter durch den Zy­ lindertopf 67 (Haltemittel 67) von der Schaltstellung (gemäß der der Fig. 3) in die Trenn- und Erdungsstellung, siehe Fig. 2, verfahren.

Claims (10)

1. Schaltfeld für eine Schaltanlage, mit einem im Schaltfeld eingesetzten Isoliergehäuse, in dem ein Vakuumschalter unterge­ bracht ist, wobei das Isoliergehäuse topfförmig ausgebildet und mit seinem freien Rand an der Innenseite der Frontwand des Schaltfeldes befestigt und mittels eines Deckels auf der Außen­ seite der Frontwand verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Isoliergehäuses (14) so bemessen ist, daß der Vakuumschalter (15) innerhalb des Isoliergehäuses (14) aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung verschiebbar ist, in der der Strompfad unterbrochen und eine Erdstellung erreicht sind, daß im Bereich des Topfbodens (23) eine erste Anschlußstelle, an der das feste Kontaktstück (16) des Vakuumschalters (15) an­ schließbar ist, im mittleren Bereich des Isoliergehäuses (14) eine zweite Anschlußstelle, die mit dem beweglichen Kontaktsten­ gel (36) in elektrisch leitender Verbindung steht, und im Be­ reich des freien Randes des Isoliergehäuses eine dritte An­ schlußstelle vorgesehen sind, die mit dem beweglichen Kontakt­ stengel (36) in Verbindung bringbar ist, wobei die dritte An­ schlußstelle von der zweiten einen Abstand aufweist, der dem Ab­ stand der ersten von der zweiten Anschlußstelle gleicht.

2. Schaltfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumschalter (15) an von außen betätigbaren Halteelementen (67) befestigt ist, die den Vakuumschalter (15) in der ersten und zweiten Stellung fixieren.

3. Schaltfeld nach Anspruch 2, bei dem der Vakuumschalter mittels einer Antriebsstange, die mit der Mittelachse des Isoliergehäuses fluchtet, antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Halteelement ein Zylindertopf vorgesehen ist, der konzentrisch zur An­ triebsstange (43) angeordnet ist und mit seinem Topfboden den beweglichen Kontaktstengel (36) gasdicht umfaßt, und daß der Zylindertopf (67) von dem Deckel (69) ebenfalls gasdicht umgeben ist.

4. Schaltfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zweite Anschlußstelle eine Gleitkontaktan­ ordnung (31) aufweist, deren axiale Länge so bemessen ist, daß sie bei Bewegung des beweglichen Kontaktstengels (36) bei einer Schalthandlung in elektrischer Verbindung mit diesem steht.

5. Schaltfeld nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitkontaktanordnung (31) nach außen herausgeführt ist und als Anschluß für eine Ableitung (37) dient.

6. Schaltfeld nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Anschlußstelle eine Gleitkontaktanordnung (39) ist, die der der zweiten Anschlußstelle gleicht, und daß diese Gleit­ kontaktanordnung (39) mit Erde verbunden ist.

7. Schaltfeld nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem festen und dem beweglichen Kontakt­ stengel (17, 33) je ein wenigstens zwei Kontaktfinger (21; 61, 62) aufweisender Kontakt angebracht ist, deren gegen die zugehö­ rigen Gleitkontaktanordnungen anliegende Kontaktflächen dauernd federnd radial nach außen gedrückt sind.

8. Schaltfeld nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfinger als doppelarmige Kontaktwippen (21) ausgebil­ det sind, deren Lagerpunkt am zugehörigen Kontaktstengel (17, 33) liegt, deren einer Arm federnd nach innen und deren anderer Arm dadurch radial nach außen gedrückt sind.

9. Schaltfeld nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Feder (26) eine kreisförmige Feder vorgesehen ist, die die einen Arme von außen umschlingt.

10. Schaltfeld nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite der Gleitkontaktanordnungen (27, 31) größer ist als die Außenkontur des Vakuumschalters (15).