DE2149132C3

DE2149132C3 - Trennschalter

Info

Publication number: DE2149132C3
Application number: DE2149132A
Authority: DE
Inventors: Klaus Marczan
Original assignee: Ruhrtal Elektrizitatsgesellschaft Hartig GmbH and Co
Current assignee: Ruhrtal Elektrizitatsgesellschaft Hartig GmbH and Co
Priority date: 1971-10-01
Filing date: 1971-10-01
Publication date: 1987-06-19
Also published as: DE2149132B2; DE2149132A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Trennschalter mit mindestens zwei auf Isolatoren um etwa 90° (in einer Ebene) schwenkbaren Schaltarmen, mit einem Kontaktsystem aus einem Kontaktelement und einem Gegenkontaktelement an den Schaltarmen und mit einer Einrichtung aus einander zugeordneten formschlüssigen Verklinkungsteilen zur axialen mechanischen Verklinkung von Kontaktelement und Gegcnkontaktelement bei geschlossener Strombahn. (Unter dem Begriff Trennschalter werden insbesondere, aber nicht ausschließlich, Drehtrennschalter verstanden, jedoch gehören dazu auch Klapptrennschalter).

Bei Trennschaltern der zuvor beschriebenen Art dienen die Verklinkungsteile dazu, die axialen Kräfte aufzunehmen, die im Kurzschlußfall durch die zwischen den angeschlossenen Leitungen wirkenden elektromagnetischen Kräfte auf-cie Schaltarme ausgeübt werden, was ansonsten - z. B. bei schwacher Ausbildung der mechanischen Trägerelemente für die Schaltarme oder bei großem Lagerspiel - zu einem Auftrennen des Kontaktsystemes und damit zu Beschädigungen des Kontaktelementes und des Gegenkontaktelementes führen kann.

Bei den bekannten Trennschaltern der in Rede stehenden Art, also bei Trennschaltern mit einerseits einem Kontaktsystem aus einem Kontaktelement und einem Gegenkontaktelement und andererseits einer Einrichtung aus einander zugeordneten formschlüssigen Verklinkungsteilen zur axialen rn ^ehanischen Verklinkung von Kontaktelement und Gegenkontaktelement bei geschlossener Strombahn (vgl. die Literaturstelle »BBC-Nachrichten«, Januar/Februar 1971, S. 23), sind die Verklinkungsteile außen an dem Kontaktelement bzw. an dem Gegenkontaktelement angebracht. Das ist in elektrotechnischer und in mechanischer Hinsicht nachteilig. Einerseits müssen hier die Verklinkungsteile, jedenfalls bei Trennschaltern für höhere Betriebsspannungen, zusätzlich mit einem Koronaschutz versehen sein. Andererseits treten verhältnismäßig große Momente auf, die eine verhältnismäßig schwere Gestaltung der Verk'^:.nlcungsteile erforderlich machen.

Im übrigen sind Trennschalter mit zwei auf Isolatoren um 90° schwenkbaren Schaltarmen und mit einem Kontaktsystem aus einem Kontaktelement und einem Gegenkontaktelement an den Schaltarmen bekannt, bei denen das Kotiiaktsystem selbst, also das Kontaktelement und das Gegenkontaktelement, so ausgestaltet sind, daß eine axiale mechanische Verklinkung von Kontaktelement und Gegenkontaktelement bei geschlossener Strombahn gewährleistet ist (vgl. die DE-PS 1540391 sowie die US-PS 2835756 und 3047685). Das erscheint auf den ersten Blick vorteilhaft zu sein, weil - neben dem Kontaktsystem selbst - eine besondere Einrichtung zur axialen mechanischen Verklinkung von Kontaktelement und Gegenkontaktelement bei geschlossener Strombahn nicht erforderlich ist, ist jedoch insoweit nachteilig, als das Kontaktsystem nicht

einerseits in bezug auf seine eigentliche Funktion der elektrischen Verbindung der Schaltarme und andererseits in bezug auf die zusätzliche Funktion der axialen mechanischen Verklinkung von Kontaktelement und Gcgcnkontaktelement bei geschlossener Strombahn optimal ausgelegt werden kann. Hinzu kommt, daß bei diesen Trennschaltern ein relativ komplizierter Ablauf der Bewegungen der Schaltarme (vgl. die DE-PS 15 40 391 und die US-PS 30 47 685) und/oder ein relativ komplizierter Aufbau des Kontaktsystemes (vgl. die US-PS 2835756} erforderlich ist.

ScMießlich sind Trennschalter mit zwei auf Isolatoren um 90 "schwenkbaren Schaltarmen und mit einem Kontaktsystem aus Kontaktfingern an den Schaltarmen bekannt, bei denen die Kontaktfinger - als Koronaschutz - Strahlungskappen aufweisen und die Strahlungskappen so ausgestaltet sind, daß eine axiale mechanische Verklinkung der Kontaktfinger bei geschlossener Strombahn gewährleistet ist. Das läßt nicht ohne weiteres die Aufnahme großer mechanischer Kräfte zu und beeinträchtig Jedenfalls bei Auslegung für die Aufnahme großer mechanischer Kräfte die Öffnungs- und Schließbewegung der Schaltarme.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den eingangs beschriebenen Trennschalter so auszugestalten und weiterzubilden, daß für die Einrichtung zur axialen mechanischen Verklinkung von Kontaktelement und Gegenkontaktelement bei geschlossener Strombahn ein zusätzlicher Koronaschutz nicht erforderlich ist und von dieser Einrichtung auftretende Kräfte besser aufgenommen werden können.

Der erfindungsgemäße Trennschalter, bei dem diese Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verklinkungsteile einerseits im Kontaktelement, andererseits im Gegenkontaktelement angeordnet und durch die Schwenkbewegung der Schaltarme (beim üblichen Schließen bzw. Öffnen der Strombahn) im Inneren des durch das Kontaktsystem beschriebenen Raumes miteinander verklinkbar bzw. entklinkbar sind. Dadurch, daß der Ausgangspunkt der Lehre der Erfindung - Trennschalter mit einerseits einem Kontaktsystem aus einem Kontaktelement und einem Gegenkontaktelement und andererseits einer Einrichtung aus einander zugeordneten formschlüssigen Verklinkungsteilen zur axialen mechanischen Verklinkung von Kontaktelement und Gegenkontakteltment bei geschlossener Strombahn - beibehalten worden ist und daß die Verklinkungsteile im Kontaktelement und im Gegenkontaktelement angeordnet sind, ist erreicht, daß zunächst - nach wie vor - das Kontaktsystem in bezug auf seine Funktion der elektrischen Verbindung der Schaltarme und die Veridinkungsteile in bezug auf ihre Funktion der axialen mechanischen Verklinkung von Kontaktelement und Gegenkontaktelement bei geschlossener Strombahn optimal ausgelegt werden können, daß darüber hinaus einerseits ein besonderer Koronaschutz Tür die Verklinkungsteile nicht erforderlich ist, weil das äußere elektrische Feld auch dann, wenn die Verklinkungsteile leitend sind und elektrisch leitend mit dem Kontaktelement bzw. dem Gegenkontaktelement verbunden sind, durch das Kontaktelement und das Gegenkontaktelement bzw. durch deri'Koronaschutz am Kontaktsystem bestimmt ist, daß andererseits verhältnismäßig geringe Momente auftreten, weil die Hebelarme· relativ klein sind,

Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiteil, den erfindungsgemäiJiin Trennschalter auszugestalten und weiterzubilden, was im folgenden nur beispielhaft erläutert werden soll.

Zunächst ist eine bevorzugte Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Trennschalters dadurch gekennzeichnet, daß die Verklinkungsteile als Hakenelement mit in der Schwenkebene der Schaltarme liegendem Haken und als im wesentlichen orthogonal zur Schwenkebene der Schaltarme angeordnetes Fangelement (mit einem Fangbolzen, einer Fangöse oder einer Fangausnehmung) ausgeführt sind und im verklinkten Zustand das Hakenelement das Fangelement hinterfaßt In der zuvor beschriebenen Weise ausgeführte Verklinkungsteile lassen sich leicht im Inneren des Kontaktelementes bzw. des Gegenkontaktelementes unterbringen.

Nach einer weiteren Lehre, der in Kombination zu der zuvor beschriebenen Lehre besondere Bedeutung zukommt, weisen bei dem erfindungsgemäßen Trennschalter die Verklinkungsteile zusätzlich formschlüssig ineinanderfassende Verriegelungsteile auf, und zwar derart, daß die Verklinkungsteile rV.durch bei geschlossener Strombahn gegen quer zur btrombahn wirkende Kräfte verriegelt sind. Dabei können die Verriegelungsteile als stirnseitiger Verriegelungsbolzen am Kontaktelement bzw. an einem Verklinkungsteil und als stirnseitige Verriegelungsbolzenaufnahme am Gegenkontaktelement bzw. an dem anderen Verklinkungsteil ausgeführt sein. Besonders einfach ist eine Ausführungsform dieser Art, bei der der Verriegelungsbolzen an das Hakenelement angeschlossen und die Verriegelungsbolzenaufnahme von dem anderen Schaltarm gebildet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Trennschalter läßt sich die Einrichtung zur axialen mechanischen Verklinkung von Kontaktelement und Gegenkontaktelement bei geschlossener Strombahn, auch wenn verhältnismäßig große Kräfte aufzunehmen sind, stets so gedrungen ausführen, daß die Verklinkungsteile praktisch in allen gebräuchlichen Kontaktelementen bzw. Gegenkontaktelementen untergebracht werden können. Dies gilt insbesondere auch für Trennschalter der in Rede stehenden Art in der Ausführungsform mit einem fingerförmigen Kontaktelement u.^d einem kugelförmigen Gegenkontaktelement. Hier empfiehlt es sich, das Hakenelement zwischen den Fingern des Kontakteiementes und das Fangelement in der Kugel des Gegenkontaktelementes anzuordnen. Sind die Finger des Kontaktelementes in einer Projektion in Richtung der Achse des zugeordneten Schaltarmes im Bereich der Ecken eines Vierecks angeordnet, so empfiehlt es sich, das Hakenelement im Bereich der Mitte des von den Fingern des Kontaktelementes gebildeten Vierecks unterzubringen und L. B. am Tragstück für die Finger zu befestigen.

Weiter oben ist bereits ausgeführt worden, daß bei dem erfindungsgemäßen Trennschalter ein besonderer Koronaschutz t~ir die Verklinkungsteile nicht erforderlich ist, und zwar auch dann nicht, wenn die Verklinkungsteile elektrisch leitend sind und elektrisch leitend mit dem Kontaktelement bzw. dem Gegenkontaktelement verbunde.ii sind. Gleichwohl kann es zweckmäßig sein, in die Einrichtung zur axialen mechanischen Verijdinkung isolierende Bauteile einzubez|shen und "dadurch die Verklinkungsteile aus.der Strombahn auszuschalten, - z. B. deshalb, damit verhindert wird, daß ein über die Verklinkungsteile fließender Strom die Verklinkungsteile beschädigt.

Unabhängig davon, wie bei dem erfindungsgemäßen Trennschalter das Kontaktelement und das Gegenkontaktelement einerseits, die Verklinkungsteile anderer-

seits im Detail ausgeführt sind, stets kommt man zu einer besonders gedrungenen und dadurch zur Aufnahme hoher Kräfte geeigneten Ausführungsform, wenn die Verklinkungsteile in der Achse der Schaltarme bzw. des Kontaktsystems angeordnet sind, so daß die bei 5 der Aufnahme axialer mechanischer Kräfte entstehenden Momente klein sind und leicht beherrscht werden können.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt

Fig. 1 schematisch, eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Trennschalters in der A usführungsforrn als Drehtrennschalter,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößerter Darstellung, eine Draufsicht auf das Kontaktsystem des Drehtrennschalters nach Fig. 1, wobei das Gegenkontaktelement und der das Gegenkontaktelement tragende Sehaitarm geschnitten sind, und

Fig. 3 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 2 längs der Linie III-III.

Der in den Figuren dargestellte Drehtrennschalter besitzt im Ausfuhrungsbeispiel zwei Isolatoren 1, auf denen um etwa 90° in einer horizontalen Ebene schwenkbare Schaltarme langeordnet sind. Die Schaltarme 2 tragen einerseits ein Kontaktelement 3 und andererseits ein Gegenkontaktelement 4 und sind außerdem mit einer Einrichtung aus einander zugeordneten formschlüssigen Verklinkungsteilen 9, 10 zur axialen mechanischen Verklinkung von Kontaktelement 3 und Gegenkontaktelement 4 bei geschlossener Strombahn ausgerüstet. Zum dargestellten Drehtrennschalter gehört ferner eine Unterkonstruktion 5 mit zwei Drehaggregaten 6 und einem Diagonalgestänge 7. Im übrigen sind die Schaltarme 2 über Anschlußköpfe 8 an die Isolatoren 1 angeschlossen.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der F ig. 1 und 2 entnimmt man, daß die einander zugeordneten formschlüssigen Verklinkungsteile 9, &Idigr;0 einerseits im Kontaktelement 3, andererseits im Gegenkontaktelement 4 angeordnet sind, und zwar so, daß die Verklinkungsteile 9, 10 durch die Schwenkbewegung der Schaltarme 2 (beim üblichen Schließen bzw. der Strombahn) im Inneren des durch das Kontaktsystem beschriebenen Raumes miteinander verklinkbar bzw. entklinkbar sind. (Auch im geöffneten Zustand des Drehtrennschalters, d. h. bei ausgeschwenkten Schaltannen 2 liegen die Verklinkungsteile 9,10 im Inneren des Kontaktelementes 3 bzw. des Gegenkontaktelementes 4).

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Verklinkungsteile 9, 13 als Hakenelement mit in der Schwenkebene der Schaltarme 2 liegendem Haken (Verklinkungsteil 9) und als im wesentlichen orthogonal zur Schwenkebene der Schaltarme 2 angeordnetes Fangelement (Verklinkungsteil 10) ausgeführt und hinierfaßt im verklinkten Zustand das Hakenelement das Fangelement.

Im übrigen zeigen die Figuren insoweit eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehtrennschalters, als das Kontaktsystem bzw. die Verklinkungsteile 9, 10 zusätzlich formschlüssig ineinanderfassende Verriegelungsteile 11,12 aufweisen und dadurch die Verklinkungsteile 9, 10 bei geschlossener Strombahn gegen quer zur Strombahn wirkende Kräfte verriegelt sind. Die Verriegelungsteile 11. 12 sind als slirnseitiger Verriegelungsbolzen am Verklinkungsteil 9 {Verriegelungsteil 11) und als stirnseitige Verriegelungsbolzenaufnahme am Schaltarm 2 (Verriegelungsteil 12) ausgeführt. Im einzelnen ist der Verriegelungsbolzen an das Hakenelement angeschlossen und die Verriegelungsbolzenaufnahme durch den hohlen gegenüberliegenden Schaltarm 2 gebildet.

Grundsätzlich kann ein erfindungsgemäßer Drehtrennschalter mit einem Kontaktelement 3 und einem Gegenkontaktelement 4 beliebiger Gestaltung versehen sein. Bewährt hat sich die in den Figuren dargestellte Ausführungsform mit einem fingerförmigen Kontaktelement 3 und einem kugelförmigen Gegenkontaktelement 4. Hier befindet sich zwischen den Fingern 13 des Kontaktelementes 3 das als Hakenelement ausgeführte Verriegelungsteil 9, in der Kugel 14 des Gegenkontaktelementes 4 das als Fangelement ausgeführte Verklirskungsteil 10. Die Finger 13 des Kontaktelementes 3 bilden in einer Projektion in Richtung der Achse des zugeordneten Schaltarmes 2 ein Viereck; im Bereich der Mitte des von den Fingern 13 des Kon-

element ausgeführte Verklinkungsteil 9 untergebracht, nämlich am Tragstück für die Finger 13 befestigt.

In den Figuren ist nicht dargestellt, daß in die Einrichtung zur axialen mechanischen Verklinkung isolierende Bauteile einbezogen und dadurch die Verklinkungsteile 9, 10 aus der Strorrtbahn ausgeschaltet sein können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Trennschalter mit mindestens zwei auf Isolatoren um etwa 90° (in einer Ebene) schwenkbaren 5' Schaltarmen, mit einem Kontaktsystem aus einem Kontaktelement und einem Gegenkontaktelement an den Schaltarmen und mit einer Einrichtung aus einander zugeordneten formschlössigen Verklinkungsteilen zur axialen mechanischen Verklinkung von Kontaktelement und Gegenkontaktelement bei geschlossener Strombahn, dadurch gekennzeichnet, daß die Verklinkungsteile (9,10) einerseits im Kontaktelement (3), andererseits im Gegenkontaktelement (4) angeordnet und durch die Schwenkbewegung der Schaltanne (2) (beim üblichen Schließen bzw. Öffnen der Strombahn) im Inneren des durch das Kontaktsystem beschriebenen Raumes miteinander verklinkbar bzw. entklinkbar sind.

2. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verklinkungssteile (9, 10) als Hakenelement mit in der Schwenkebene der Schaltarme (2) liegendem Haken und als im wesentlichen orthogonal zur Schwenkebene der Schaltarme (2) angeordnetes Fangelement ausgeführt sind und im verklinkten Zustand das Hakenelement das Fangelement hinterfaßt.

3. Trennschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verklinkungsteile (9, 10) zusätzlich formschlüssig ineinanderfassende Verriegelungsteile (11, 12) aufweisen und dadurch bei geschlossener Strombahn gegen quer zur Strombahn wirkende Kräfte verriegelt sind.

4. Trennschalter nach Anspuch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegeiungsteile (11,12) als stirnseitiger Verriegelungsbolzen am Kontaktelement (3) bzw. am Verklinkungsteil (9) und als stirnseitige Verriegelungsbolzenaufnahme am Gegenkontaktelement (4) bzw. am Verklinkungsteil (10) ausgeführt sind.

5. Trennschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsbolzen an das Hakenelement angeschlossen und die Verriegelungsbolzenaufnahme von dem anderen Schaltarm (2) gebildet ist.

6. Trennschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 5 in der Ausführungsform mit einem fingerförmigen Kontaktelement und einem kugelförmigen Gegenkontaktelement, dadurch gekennzeichnet, daß zwisehen den Fingern (13) des Kontaktelementes (3) das Hakenelement und in der Kugel (14) des Gegenkontaktelementes (4) das Fangelement angeordnet sind.

7. Trennschalter nach Anspruch 6, n-obei die Finger des Kontaktelementes in einer Projektion in Richtung der Achse des zugeordneten Schaltarmes im Bereich der Ecken eines Vierecks angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Mitte des von den Fingern (13) des Kontaktelementes (3) gebildeten Vierecks das Hakenelement untergebrächt ist.

8. Trennschalter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hakenelement am Tragstück für die Finger (13) befestigt ist.

9. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Einrichtung zur axialen mechanischen Verklinkung isolierende Bauteile einbezogen und dadurch die Verklinkungsteile (9, 10) aus der Strombahn ausgeschaltet sind.

10. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verklinkungsteile (9,10) in der Achse der Schaltarme (2) bzw. des Kontaktsystems angeordnet sind.