DE1171048B

DE1171048B - High voltage disconnector

Info

Publication number: DE1171048B
Application number: DES71241A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Arnold Einsele; Otto Schulz
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1960-11-11
Filing date: 1960-11-11
Publication date: 1964-05-27

Description

Hochspannungstrennschalter Die Erfindung betrifft einen Hochspannungstrennschalter für große Ströme mit einem stiftartigen, in Richtung seiner Achse beweglichen Schaltstück. Das bewegliche Schaltstück kann bekanntlich aus einer rohrförmigen stromführenden Schaltstange und einer relativ zur Schaltstange beweglichen Betätigungsstange bestehen.- Die rohrförinige stromführende Schaltstange erstreckt sich dabei von einem feststehenden Gleitschaltstück zu einem ebenfalls feststehenden Gegenschaltstück und schließt die Betätigungsstange ein. Federnde Zwischenschaltstücke zwischen der Schaltstange und dem Gegenschaltstück ermöglichen einen gewissen Ausgleich von Fertigungstoleranzen und temperaturbedingten Längenänderungen und sorgen dafür, daß stets der gewünschte Kontaktdruck vorhanden ist.High-voltage circuit breaker The invention relates to a high-voltage circuit breaker for large currents with a pin-like contact piece that can be moved in the direction of its axis. The movable contact piece can be known from a tubular current-carrying Switch rod and an actuating rod that can be moved relative to the switch rod. The tubular current-carrying switch rod extends from a stationary one Sliding contact piece to a likewise stationary counter contact piece and closes the operating rod. Spring-loaded intermediate contact pieces between the shift rod and the counter-contact allow a certain compensation of manufacturing tolerances and temperature-related changes in length and ensure that the desired Contact pressure is present.

Zur Verbesserung solcher Schalter ist erfindungsgemäß in der Einschaltstellung des Schalters eine forinschlüssige Verbindung zwischen der Schaltstange und dem Gegenschaltstück vorhanden, die durch die Relativbewegung zwischen der Schaltstange und der Betätigungsstange lösbar ist. Diese forinschlüssige Verbindung ergibt eine vorteilhafte Verankerung zwischen dem beweglichen Schaltstück und seinem Gegenschaltstück. Sie nimmt die Kontaktkräfte auf, die durch die Verformung der federnden Zwischenschaltstücke des Schalters beim Einschalten zustande kommen. Das bewegliche Schaltstück ist mithin in der Einschaltstellung über den weitaus größten Teil seiner Länge von diesen Kräften frei. Die Erfindung bringt besonders für Einsäulentrennschalter Vorteile, bei denen das bewegliche Schaltstück und das zugehörige Gegenschaltstück keine bauliche Einheit bilden. Solche Schalter werden in bezug auf die mechanische Festigkeit in der Einschaltstellung durch die erfindungsgemäße Verankerung ganz wesentlich verbessert.To improve such a switch, according to the invention, is in the on position of the switch a positive connection between the switch rod and the Counter-switching piece available, which is caused by the relative movement between the switching rod and the operating rod is releasable. This positive connection results in a advantageous anchoring between the movable contact piece and its counter-contact piece. It absorbs the contact forces caused by the deformation of the resilient intermediate contact pieces of the switch come about when switching on. The moving contact is therefore in the switched-on position over the greater part of its length by these forces free. The invention brings advantages particularly for single column disconnectors in which the moving contact piece and the associated counter contact piece are not a structural unit form. Such switches are in the on position with respect to mechanical strength by the anchoring according to the invention quite significantly improved.

Bei den eingangs geschilderten bekannten Trennschaltern, deren bewegliches Schaltstück aus einer stromführenden Schaltstange und einer Betätigungsstange besteht, hat man zwar zum Teil Verriegelungen vorgesehen, die man als formschlüssige Verbindung bezeichnen kann. Die bekannten Verriegelungen haben aber andere Aufgaben als die erfindungsgemäße formschlüssige Verbindung zwischen dem beweglichen Schaltstück und dem Gegenschaltstück. Sie sollen z. B. die Relativbewegung zwischen der Schaltstange und der Betätigungsstange in bestimmten Phasen der Schaltbewegung freigeben bzw. sperren. Eine Verankerung zwischen dem beweglichen Schaltstück und dem Gegenschaltstück kommt dabei nicht zustande. Die Erfindung wird mit Vorteil so verwirklicht, daß ein von der Schaltstange getragener Stift durch eine Feder in Eingriff mit dem Gegenschaltstück gedrückt wird. Bei der Relativbewegung zwischen der Schaltstange und der Betätigungsstange gibt man dann entweder die Federbewegung frei, oder man spannt die Feder. Mithin erspart man die sonst notwendige Umkehrung der von der Relativbewegung abzuleitenden Betätigungskraft für die forrnschlüssige Verbindung.In the known disconnectors described above, their movable The switching element consists of a live switching rod and an actuating rod, Although some locks have been provided that are used as a form-fitting connection can denote. The known interlocks have other tasks than that positive connection according to the invention between the movable contact piece and the counter-contact. You should z. B. the relative movement between the shift rod and release or release the operating rod in certain phases of the switching movement. lock. An anchorage between the moving contact piece and the counter contact piece does not come about. The invention is implemented with advantage that a pin carried by the shift rod in engagement with the counter-contact piece by a spring is pressed. During the relative movement between the switching rod and the actuating rod then either the spring movement is released or the spring is tensioned. So one saves the otherwise necessary reversal of the one to be derived from the relative movement Actuating force for the positive connection.

Zur Erläuterung der Erfindung werden in den Figuren einige Ausführungsbeispiele beschrieben. Die dargestellten Schalter besitzen alle, einen Stützisolator 1, der einen Schalterkopf 2 trägt (F i g. 1). An dem Schalterkopf ist mit zwei Halbschalen 4 und 5 eine als Rohr ausgeführte Anschlußleitung befestigt. über flexible Bänder 10 wird der Strom zu einem Gleitschaltstück 11 übertragen, in dem ein bewegliches stiftförmiges Schaltstück12 geführt ist. Das stiftförmige Schaltstück wird durch einen Isolator 13 in Richtung seiner Achse bewegt, der von einem geeigneten Antrieb in Bewegung gesetzt wird.To explain the invention, some exemplary embodiments are described in the figures. The switches shown all have a post insulator 1 which carries a switch head 2 ( FIG. 1). A connecting line designed as a pipe is attached to the switch head with two half-shells 4 and 5. The current is transmitted via flexible strips 10 to a sliding contact element 11 in which a movable pin-shaped contact element 12 is guided. The pin-shaped contact piece is moved in the direction of its axis by an insulator 13 , which is set in motion by a suitable drive.

Das Gleitschaltstück besitzt mehrere auf einem Kreis angeordnete Lamellen 15, die durch Federn 16 und 17 gegen das bewegliche Schaltstück 12 und eine Auflagefläche 18 gedrückt werden, die mit den flexiblen Leitern 10 in Verbindung steht Die Lamellen sind in einem Gehäuse 20 untergebracht, das aus zwei Kappen 21 und 22 besteht. Die Kappen werden mit Schraubenbolzen 23 von beiden Seiten gegen ein Mittelstück 24 gedrückt. Das Mittelstück dient als mechanische Führung des beweglichen Schaltstückes 12. The sliding contact piece has several slats 15 arranged in a circle, which are pressed by springs 16 and 17 against the movable contact piece 12 and a support surface 18 which is connected to the flexible conductors 10. The slats are housed in a housing 20, which consists of two Caps 21 and 22 consists. The caps are pressed against a center piece 24 from both sides with screw bolts 23. The middle piece serves as a mechanical guide for the movable contact piece 12.

In der F i g. 2 ist das bewegliche Schaltstück 12 und das diesem zugeordnete Gegenschaltstück 30 dargestellt. Das Gleitschaltstück ist der übersichtlichkeit wegen weggelassen.In FIG. 2 shows the movable contact element 12 and the counter contact element 30 assigned to it. The sliding contact piece has been omitted for the sake of clarity.

Das Schaltstück 12 besteht aus der Schaltstange 31 und der Betätigungsstange 32. Die Schaltstange ist aus Kupfer hergestellt, und zwar aus einem Kupferrohr 33 und einem Kopfstück 34, das mit dem Rohr 33 verschweißt ist. Das Kopfstück 34 hat, wie die F i g. 2 zeigt, die Form einer leicht konischen Kappe. In seiner Mitte ist eine Öffnung vorgesehen, durch die ein Bolzen 35 geführt ist. Mit dem Bolzen 35 ist eine Kappe 36 verschraubt. An dieser sind Zwischenschaltstücke 38 befestigt, die aus einem federnden Teil 39 und einem leitenden Teil 40 bestehen. Die Zwischenschaltstücke besitzen einen Stiel, an den sich eine Öse anschließt. Die Öse ist so gebogen, daß der leitende Teil 40 der Zwischenschaltstücke mit dem Kopfstück 34 und dem Gegenschaltstück 30 in Berührung kommt.The switching piece 12 consists of the switching rod 31 and the actuating rod 32. The switching rod is made of copper, namely from a copper pipe 33 and a head piece 34 which is welded to the pipe 33. The head piece 34 has, as shown in FIG. Figure 2 shows the shape of a slightly conical cap. In its center there is an opening through which a bolt 35 is guided. A cap 36 is screwed to the bolt 35. Intermediate contact pieces 38, which consist of a resilient part 39 and a conductive part 40, are fastened to this. The intermediate contact pieces have a stem to which an eyelet is attached. The eyelet is bent in such a way that the conductive part 40 of the intermediate contact pieces comes into contact with the head piece 34 and the counter contact piece 30.

Am unteren Ende des Bolzens 35 ist eine Kappe 45 angeschweißt. Ferner ist zwischen der Kappe 36 und dem Kopfstück 34 eine Feder 46 vorgesehen. Die Kappe 45 besitzt Aussparungen 47, die über einen Bolzen 50 greifen. Der Bolzen 50 dient als Verriegelungselement. Er ist im Kopfstück 34 geführt. Der aus dem Kopfstück nach außen weisende Teil 51 greift in der Einschaltstellung in eine umlaufende Nut 52 des Ringes 53, der dem Gegenschaltstück 30 zugeordnet ist. Der innerhalb des Kopfstückes 34 liegende Teil besitzt einen Bund 55, der in einen konischen Bereich 56 des Oberteiles der Betätigungsstange 32 greift.A cap 45 is welded to the lower end of the bolt 35. Furthermore, a spring 46 is provided between the cap 36 and the head piece 34. The cap 45 has recesses 47 which engage over a bolt 50. The bolt 50 serves as a locking element. It is guided in the head piece 34. The part 51 pointing outward from the head piece engages in the switched-on position in a circumferential groove 52 of the ring 53, which is assigned to the counter- contact piece 30 . The part lying within the head piece 34 has a collar 55 which engages in a conical area 56 of the upper part of the actuating rod 32.

Der erforderliche Abstand zwischen der Schaltstange 31 und der Betätigungsstange 32 ist durch halbrunde Niete 58 gewährleistet, die in die Betät!-gungsstange 32 eingesetzt sind. Das untere Ende 59 der Betätigungsstange ist massiv ausgeführt und mit dem Isolator 13 verbunden. Der massive Teil 59 ist bei 60 mit einem Flansch versehen, der mit dem rohrförmigen Teil 32 verschweißt ist. Dadurch entsteht ein Anschlag, der mit einem Anschlag 61 der Schaltstange 31 zusammenwirkt. Die Relativbewegung zwischen den beiden Teilen ist dadurch auf eine bestimmte Länge begrenzt.The required distance between the switching rod 31 and the actuating rod 32 is ensured by semicircular rivets 58 which are inserted into the actuating rod 32 . The lower end 59 of the actuating rod is solid and connected to the insulator 13. The solid part 59 is provided with a flange at 60 which is welded to the tubular part 32. This creates a stop which interacts with a stop 61 of the shift rod 31 . The relative movement between the two parts is limited to a certain length.

Das obere Ende des Gegenschaltstückes ist mit Halbschalen 65 versehen, die gegen die ebenfalls als Rohr 66 ausgeführte andere Anschlußleitung mit Schrauben 67 gepreßt werden.The upper end of the mating contact piece is provided with half-shells 65 which are pressed with screws 67 against the other connecting line, which is also designed as a pipe 66.

Der Schalter ist in der F i g. 2 in der Einschaltstellung dargestellt. Zum Ausschalten wird die Betätigungsstange 32 nach unten gezogen. Dabei wird zunächst über den konischen Teil 56 am oberen Ende der Verriegelungsbolzen 50 entgegen der Wirkung der Feder 68 in das Innere der Schaltstange gezogen. Wenn die Verriegelung gelöst ist und der Anschlag 60 den Anschlag 61 erreicht hat, wird auch die Schaltstange nach unten bewegt. Sie löst sich von den Zwischenschaltstücken (F ig. 3), die zunächst noch am Gegenschaltstück anliegen bleiben, weil die Feder 46 die Kappe 36 von dem Kopfstück 34 wegdrückt. Die Schaltstange trennt sich also ohne Reibung vom Gegenschaltstück. Sie kann deshalb mit ganz geringen Kräften nach unten in die nicht dargestellte Ausschaltstellung geführt werden.The switch is shown in FIG. 2 shown in the on position. To switch off the actuating rod 32 is pulled down. In this case, the locking bolt 50 is first pulled into the interior of the shift rod against the action of the spring 68 via the conical part 56 at the upper end. When the lock is released and the stop 60 has reached the stop 61 , the shift rod is also moved downwards. It detaches itself from the intermediate contact pieces (FIG. 3), which initially remain in contact with the counter- contact piece because the spring 46 pushes the cap 36 away from the head piece 34. The shift rod separates from the counter shift piece without friction. It can therefore be guided down into the switch-off position, not shown, with very little forces.

Zum Einschalten wird die Betätigungsstange 32 nach oben bewegt. Der Anschlag 60 löst sich vom Anschlag 61, und die Betätigungsstange verschiebt sich gegenüber der Schaltstange 31 nach oben. Dadurch wird der Verriegelungsbohzen 50, 51 von dem Konus 56 freigegeben. Er kann sich jedoch nicht unter der Wirkung der Feder 68 in die Verriegelungsstellung bewegen, weil er durch den Schlitz 47 zunächst noch festghalten wird, der in seinem dem Bolzen 35 abgekehrten Bereich enger ist als der Durchmesser des Absatzes 70. Wenn die Schaltstange 31 in die Nähe der Einschaltstellung gelangt, läuft die Kappe 36 gegen das Gegenschaltstück an. Sie wird auf das Kopfstück 34 gedrückt, wobei die Feder 46 gespannt wird. In der Einschaltstellung gelangt der Bolzen 50 in bezug auf den Schlitz 47 in eine solche Lage, daß er unter der Wirkung der Feder 68 nach außen springen kann. Er tritt in die umlaufende Nut 52 des Ringes 53 ein, so daß der Trennschalter wieder in der Einschaltstellung verriegelt ist.To switch on the actuating rod 32 is moved upwards. The stop 60 is released from the stop 61, and the actuating rod moves upwards with respect to the switching rod 31. As a result, the locking bolt 50, 51 is released from the cone 56 . However, it cannot move into the locking position under the action of the spring 68 because it is initially still held in place by the slot 47, which in its area facing away from the bolt 35 is narrower than the diameter of the shoulder 70. When the switching rod 31 in the Arrived near the switched-on position, the cap 36 runs against the counter-switching piece. It is pressed onto the head piece 34, the spring 46 being tensioned. In the switched-on position, the bolt 50 comes into such a position with respect to the slot 47 that it can jump outward under the action of the spring 68. It enters the circumferential groove 52 of the ring 53 , so that the isolating switch is locked again in the switched-on position.

In der F i g. 4 ist eine andere Ausführungsform des Kopfstückes und des Gegenschaltstückes dargestellt. Die Zwischenschaltstücke 38 werden bei diesem Schalter von Stangen gebildet, die selbst sowohl eine hinreichende Leitfähigkeit wie auch eine geeignete Federcharakteristik haben. Die Stangen stützen sich in der Einschaltstellung gegen zwei Wülste 75 und 76 des Gegenschaltstückes 30 ab. Die Wülste sind mit einem möglichst großen Abstand voneinander angeordnet. Die Schaltstange 31 ist im Bereich des Kopfstückes 34 mit zwei Vorsprüngen 77 und 78 versehen. Diese liegen verhältnismäßig nah nebeneinander und sitzen so, daß die Berührung zwischen ihnen und dem Zwischenschaltstück 38 etwa in der Mitte zwischen den Wülsten 75 und 76 erfolgt.In FIG. 4 shows another embodiment of the head piece and the counter-contact piece. In this switch, the intermediate contact pieces 38 are formed by rods which themselves have both sufficient conductivity and suitable spring characteristics. In the switched-on position, the rods are supported against two beads 75 and 76 of the counter-contact piece 30 . The beads are arranged with the greatest possible distance from one another. The shift rod 31 is provided with two projections 77 and 78 in the area of the head piece 34. These lie relatively close to one another and sit in such a way that the contact between them and the intermediate contact piece 38 takes place approximately in the middle between the beads 75 and 76 .

Bei dem in den F i g. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt das Verkeilen zwischen dem beweglichen Schaltstück und dem Gegenschaltstück durch eine Drehbewegung zwischen der Schaltstange und der Betätigungsstange. Zu diesem Zweck ist die Schaltstange, wie F i g. 5 zeigt, an ihrem unteren Ende mit einem Drucklager 80 gegenüber der Betätigungsstange abgestützt. Ferner besitzt die Schaltstange einen nicht dargestellten Zapfen. Dieser greift in den Führungsschliz 81 des Gleitschaltstückes 20. Beim Einschalten wird deshalb am Ende des Einschalthubes die Schaltstange gegenüber der Betätigungsstange verdreht. Bei dieser Drehung werden die in F i g. 6 dargestellten sägezahnartigen Vorsprünge 85 am oberen Ende der Schaltstange 31 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Dadurch werden die Zwischenschaltstücke 38, die ähnlich wie nach F i g. 4 ausgebildet sind, gegen das Gegenschaltstück 30 gedrückt, so daß das bewegliche Schaltstück mit dem Gegenschaltstück verkeilt wird.In the case of the FIG. 5 and 6 , the wedging between the movable contact piece and the counter-contact piece takes place by a rotary movement between the switching rod and the actuating rod. For this purpose, the shift rod, as shown in FIG. 5 shows, supported at its lower end with a thrust bearing 80 opposite the actuating rod. Furthermore, the shift rod has a pin, not shown. This engages in the guide slot 81 of the sliding switch piece 20. When switching on, the switch rod is therefore rotated relative to the actuating rod at the end of the switch-on stroke. With this rotation, the in F i g. 6 shown sawtooth-like projections 85 at the upper end of the shift rod 31 rotated counterclockwise. As a result, the intermediate contact pieces 38, which are similar to those shown in FIG. 4 are formed, pressed against the counter contact piece 30 so that the movable contact piece is wedged with the counter contact piece.

F i g. 5 läßt erkennen, daß das Rohr 33 an seinem oberen Ende ein aus zwei Rohrstücken 87 und 88 zusammengeschweißtes Kopfstück 89 besitzt. Das Kopfstück ist über ein Drucklager 90 gegenüber dem Bolzen 91 der Betätigungsstange abgestützt. Der Bolzen 91 dient als Träger der Zwischenschaltstücke 38. Die Schaltstücke 38 sind mit einer Kappe 92 auf ein Ringstück 93 aufgeklemmt. Zwischen dem Ringstück 93 und dem Kopfstück 89 ist eine Drehfeder 94 ausgespannt. Der Bolzen 91 ist in dem Ringstück 95 unverdrehbar befestigt.F i g. 5 shows that the pipe 33 has a head piece 89 welded together from two pipe pieces 87 and 88 at its upper end. The head piece is supported by a thrust bearing 90 against the bolt 91 of the actuating rod. The bolt 91 serves as a carrier for the intermediate contact pieces 38. The contact pieces 38 are clamped onto an annular piece 93 with a cap 92 . A torsion spring 94 is stretched out between the ring piece 93 and the head piece 89. The bolt 91 is fixed in the ring piece 95 so that it cannot rotate.

Beim Ausschalten des in den F i g. 5 und 6 dargestellten Schalters wird der Schubisolator 13 nach unten gezogen. Die Schaltstange wird gedreht und nach unten bewegt. Dadurch wird der Kontakt zwischen dem beweglichen Schaltstück und dem Gegenschaltstück aufgehoben.When switching off the in the F i g. 5 and 6 switch shown, the shear isolator 13 is pulled down. The shift rod is rotated and moved downwards. This removes the contact between the moving contact and the counter contact.

Claims

Claims: 1. High-voltage disconnector for large currents with a pin-like switching piece movable in the direction of its axis, consisting of a tubular current-carrying switching rod, which extends from a stationary sliding contact piece to a likewise stationary counter-switching piece and includes an actuating rod movable relative to the switching rod, with between the The switching rod and the counter-contact piece are provided with resilient intermediate contact pieces, characterized in that in the switched-on position of the switch there is a positive connection (51, 52) between the switching rod (31) and the counter -contact piece (30) , which is created by the relative movement between the switching rod (31 ) and the actuating rod (32) is detachable.

2. High-voltage disconnector according to claim 1, characterized by one of the switching rod (31) carried pin (50) which is pressed by a spring (68) into engagement with the counter-contact piece (30). Considered publications: German Patent Nos. 888 568, 892 923, 939 942; U.S. Patents Nos. 1856 840, 1968 869, 2517435.