DE714837C

DE714837C - Switching device for high voltage switch

Info

Publication number: DE714837C
Application number: DES134770D
Authority: DE
Inventors: Paul Duffing
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1938-11-29
Filing date: 1938-11-29
Publication date: 1944-02-23

Description

Fortschalteinrichtung für Hochspannungsschalter Es ist bekannt, Störungen, die durch einen Kurzschluß oder Erdschluß inHochspannungsnetzen auftreten, durch kurzzeitige Abtrennung des gestörten Netzteiles zu beseitigen. Für den Fall, daß der Kurzschluß oder der Erdschluß durch einen Lichtbogen gebildet ist, ist nach einer Löschung des Lichtbogens die Störung behoben. Bei einer solchen Abschaltung, z. B. einer Verbindungsleitung zwischen zwei großen Kraftwerken, verliert man für die Zeit der Abschaltung aber die Kupplung der beiden Kraftwerke. In dieser Zeit können durch nicht symmetrische Belastungen beider Kraftwerke diese außer Tritt fallen. Man ist daher =in der Zeit für die Löschung des Lichtbogens sehr eingeschränkt. So muß z. B. bei einer 2oo-,V-Leitüng ,dieselbe in spätestens einer halben Sekunde nach Auftreten eines Erdschlusses wieder zugeschaltet werden. Die normalen Schaltgeräte sind für diesen Zweck nicht brauchbar, weil sie eine Eigenzeit bis zum Ausschalten haben, die für sich allein schon in der Größenordnung einer halben Sekunde liegt.Switching device for high-voltage switches It is known that faults which occur as a result of a short circuit or earth fault in high-voltage networks to eliminate short-term disconnection of the faulty power supply unit. In case that the short circuit or the earth fault is formed by an arc, is after the fault was rectified by extinguishing the arc. In the event of such a shutdown, z. B. a connection line between two large power plants, you lose for the time of the shutdown but the coupling of the two power plants. In these times This can be out of step due to non-symmetrical loads on both power plants fall. One is therefore very limited in the time it takes to extinguish the arc. So must z. B. with a 2oo-, V-Leitüng, the same in half a second at the latest reconnected after an earth fault occurs. The normal switching devices are not usable for this purpose because they have a dead time until they are switched off which in itself is on the order of half a second.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abänderung normaler Schalter zu dem Zweck, die Schaltzeit bis zum Wiedereinschalten möglichst zu verkürzen. Hierzu werden erfindungsgemäß die beweglichen stromdurchflossenen Schaltteile, die eine geringe Masse besitzen, von den übrigen, eine verhältnismäßig große Masse aufweisenden Antriebs- und Kraftübertragungsteilen während des Schaltvorganges abgetrennt und Reflexionsmittel vorgesehen, die die Bewegungsrichtung nach dem Ausschalten zur Erzielung der Einschaltbewegu:ng umkehren und die eine Wiederkupplung der stromdurchflossenen Schaltteile mit den übrigen Antriebs- und Kraftübertragungsmitteln herbeiführen. Man erreicht dann eine große Schaltgeschwindigkeit, und während bei den normalen Schaltern die Bewegungsenergie dieser schnell bewegten Schaltglieder am Ende der Ausschaltbewegung :durch Dämpfungseinrichtunigen vernichtet wird, wird bei dem Gegenstand der Erfindung diese Bewegungsenergie nicht vernichtet, sondern zum Wiedereinschalten nutzbar gemacht. Daher ist ein Reflexionsmittel an Stelle des unelastischen Dämpfungsmittels vorgesehen.The invention relates to a modification of normal switches the purpose of shortening the switching time until it is switched on again as much as possible. For this are according to the invention the movable current-carrying switching parts that one have low mass, of the rest, having a relatively large mass Drive and power transmission parts separated and during the switching process Reflection means are provided that indicate the direction of movement after switching off Achieving the switch-on movement and reverse the recoupling of the current-carrying Bring switching parts with the other drive and power transmission means. A high switching speed is then achieved, and while with the normal Switch the kinetic energy of these fast moving switching elements at the end of the Switch-off movement: is destroyed by dampening devices, is in the case of the object the invention does not destroy this kinetic energy, but to switch it on again made usable. Therefore, a reflection means is used in place of the inelastic damping means intended.

Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Lösungsgedankens möge eine vereinfachte Darstellung eines Hochspannungsschalters nach Fig. i dienen. Die stromdurchflossenen beweglichen Schalt- teile bestehen bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Schaltstift i, der mittels Klinke 2 mit den eine große Masse besit den Kraftübertragungs- und Antriebster gekuppelt ist. Das feststehende Schaltb ist mit 4 bezeichnet. Zur Ausschaltung die die Ausschaltfeder 5, die hier als Druckfeder angegeben ist und die in jeder Stellung des Schaltstiftes diesen in Richtung der Ausschaltbewegung beschleunigt.A simplified illustration of a high-voltage switch according to FIG. 1 may serve to explain the inventive solution. The current-carrying movable switching parts exist in this embodiment from a switching pin i, which by means of Pawl 2 with which has a large mass the power transmission and drive star is coupled. The fixed Schaltb is denoted by 4. To switch off the the switch-off spring 5, which is specified here as a compression spring and which accelerates the switch pin in each position in the direction of the switch-off movement.

Als Reflexionsmittel dient bei diesem Ausführungsbeispiel eine Pufferfeder 6.In this exemplary embodiment, a buffer spring is used as the reflection means 6th

Beim normalen Schalten bleibt die Klinke stets in Eingriff. Bei einer Kurz- oder Erdschlußaus- und selbsttätigen -wiedereinschaltung -wird die Klinke :2 gelost. Der Schaltstift i folgt der Irraft der Ausschaltfeder 5, schaltet den Schaltstift i aus und unterbricht den Kurz- .bzw. den Erdschlußstrorn. Am Ende der Ausschaltbewegung werden durch die Energie der bewegten Masse des Schaltstiftes i die Pufferfedern 6 zusaminengedrückt, wodurch nach Stillstand des Schaltstiftes i eine Bewegungsumkehr des Schaltstiftes erfolgt. Am Schluß dieser Einschaltbewegung bewirkt die Klinke 2 die Kupplung des Schaltstiftes mit der an der Bewegung nicht beteiligten Masse der Kraftübertragungs- und Antriebsteile 3.During normal switching, the pawl always remains engaged. In the event of a short circuit or an earth fault and automatic reconnection, the pawl: 2 is released . The switch pin i follows the force of the switch-off spring 5, switches off the switch pin i and interrupts the short .bzw. the earth fault current. At the end of the switch-off movement, the energy of the moving mass of the switching pin i compresses the buffer springs 6, so that when the switching pin i comes to a standstill, the movement of the switching pin is reversed. At the end of this switch-on movement, the pawl 2 causes the switching pin to be coupled to the mass of the power transmission and drive parts 3 that is not involved in the movement.

Eine weitere -Vervollkommnung, die eine erhöhte Sicherheit der Wiedereinklinkung herbeiführt, wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kraftübertragungs- und -antriebsteile beim Ausschalten in Richtung nach der Ausschaltstellung hin dem wiedereinschaltenden Schaltteil entgegengeführt werden, so daß die Kupplung mit Sicherheit erfolgt. Die endgültige Einschaltung wird durch Zurückführung der Kraftübertragungs- und -antriebsteile einschließlich der leichten Masse des Schaltstiftes in die Einschaltstellung bewirkt. Im Augenblick der Verklinkung hat die schwere Masse durch einen äußeren Antrieb die Bewegungsrichtung geändert, sie befindet sich bereits auf dem Wege zum Wiedereinschalten und nimmt die leichte Masse mit.Another perfection that increases the safety of the reconnection brings about, is achieved according to the invention in that the power transmission and -drive parts when switching off in the direction after the switch-off position towards the reconnecting Switching part are countered so that the coupling takes place with certainty. the Final engagement is achieved by returning the power transmission and drive parts including the light mass of the switch pin in the ON position. At the moment of latching, the heavy mass has an external drive the direction of movement changed, it is already on the way to being switched on again and takes the light weight with it.

Der Erfolg dieser Maßnahme besteht darin, daß die schwere Masse nur einen Teil des Hubes zurückzulegen braucht, so daß die Gesamtschaltzeit, die der Schaltstift benötigt, um im Falle eines Erdschlusses o. dgl. aus der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung und aus dieser in die Einschaltstellung wieder zu gelangen, erheblich verkürzt wird, ohne daß höhere mechanische Beanspruchungen der beweglichen Schalt- bzw. Antriebsteile auftreten. Man kann aber mit verhältnismäßig ein- fachen Mitteln das Verklinken umgehen und eine zwangsläufige Kupplung herbeiführ-@n. Zu diesem Zweck kann gemäß einem weiteren "Vorschlaz nach der Erfindung ein zusätzlicher I haltteil angeordnet werden, derart, daß der sätzliche Schaltteil bei einem Teil des ubes, z. B. beim halben Hub, der schweren blasse bereits den ganzen Hub zurückgelegt hat und bei einem weiteren Ausschaltbewegen der schweren Masse in der Ausschaltstellung bleibt, und daß der zusätzliche Schaltteil mit der schweren Masse durch ein Zwangslaufgetriebe gekuppelt ist. Der Schaltstift ist mit der schweren Masse nicht gekuppelt, sondern befindet sich stets zwischen der schweren Masse und dein zusätzlichen Schaltteil. In der Einschaltstellung der schweren Masse be-findet sich der zusätzliche Schaltteil ebenfalls in der Einschaltstellung und damit auch der Schaltstift. Dasselbe gilt für die Ausschaltbewegung. In der beliebigen Zwischenstellung der schweren Masse zwischen der Endausschalt- und -einschaltstellung hat der Schaltstift eine Bewegungsfreiheit, die durch die Lage der schweren Masse und durch die des zusätzlichen Schaltteiles begrenzt ist. Diese Freiheit der Bewegung, die durch Anordnung einer Ausschaltfeder am Schaltstück und durch Anordnung eines reflektierenden Mittels in der Ausschaltstellung bedingt ist, wird nach der Erfindung zur schnellen. freien Bewegung des Schaltstiftes ausgenutzt.The success of this measure is that the heavy mass only needs to cover part of the stroke, so that the total switching time that the switch pin needs to move in the event of an earth fault o to get back, is significantly shortened without higher mechanical stresses occurring on the moving switching or drive parts. But you can with relatively multiple means bypassing the latching and bring about an inevitable coupling. For this purpose, according to a further "proposal according to the invention, an additional I holding part are arranged in such a way that the additional switching part for part of the ubes, e.g. B. at half stroke, the heavy one pale already covered the whole stroke has and remains in the switch-off position with a further switch-off movement of the heavy mass, and that the additional switching part is coupled to the heavy mass by a positive drive gear. The switching pin is not coupled to the heavy mass, but is always located between the heavy mass and your additional switching part. In the switch-gravitational mass m e, the additional switching part also -findet in the on position and thus also the switching pin. The same applies to the switch-off movement. In any intermediate position of the heavy mass between the final switch-off and switch-on position, the switch pin has a freedom of movement that is limited by the position of the heavy mass and that of the additional switch part. This freedom of movement, which is caused by the arrangement of a switch-off spring on the switching piece and the arrangement of a reflective means in the switch-off position, becomes rapid according to the invention. free movement of the switching pin exploited.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach dem Ausführungsbeispiel 2 erfolgt die Ausschaltung durch Einleitung der Bewegung der Kraftfibertragungs- und Antriebsteile 3. Der Schaltstift i wird durch die Ausschaltfeder 5 schneller als die Kraftübertragungs- und @ntriebsteile nach der Ausschaltstellung hin be-%vegt, weil der mit S bezeichnete zusätzliche i Schaltteil den Schaltstift i freigibt. In der Ausschaltstellung wird der Schaltstift i durch das Reflexionsmittel zurückgeworfen. Inzwischen. haben auch die Kraftübertragung s-und Antriebsteile durch einen äußeren Antrieb i ihre Bewegungsrichtung umgekehrt. Bei der Bewegungsumkehr der großen Masse wird auch der zusätzliche Schaltteil S mit großer Geschwindigkeit in die Einschaltstellung zurückgeführt. Er nimmt dabei den in äl_In- i licher Weise bewegten Schaltstift i bis in die Endstellung »ein« mit und ersetzt der freischwingenden Masse den durch Reibung verlorengegangenen Anteil der Bewegungsenergie. i Im Gegensatz zu der Ausführungsforen nach Fig. i, bei der eine Klinke vorgesehen ist, ist die Anordnung nach Fig. 2, wie man sieht, zwangsläufig, weil derzusätzliche Schaltteil 8 den Schaltstift i in die Einschaltstel- i: Jung auch bei einer unvollständigen Reflexion zurückführt. Nach einer endgültigen Ausschaltung verharrt der Schaltstift in der Ausschaltstellung. Das Reflexionsvermögen kann sömit bei einer normalen Einschaltung nicht ausgenutzt werden. Erst wenn der zusätzliche Schaltteil 8 in schneller Bewegung der schweren Masse nach der Einschaltstellung nachfolgt, würde der Schaltstift durch dieses zusätzliche Schaltteil von der Ausschaltstellung in die Einschaltstellung gebracht.In the embodiment according to the embodiment 2 takes place the elimination by initiating the movement of the power transmission and drive parts 3. The switch pin i is faster by the opening spring 5 than the power transmission and drive parts moved to the switch-off position because the one marked with S additional i switching part releases the switching pin i. In the switch-off position the switching pin i thrown back by the reflection means. In the meantime. have, too the power transmission s and drive parts by an external drive i their direction of movement vice versa. When the movement of the large mass is reversed, the additional switching part also becomes S returned to the on position at high speed. He takes it the switch pin i moved in the same way to the end position »on« with and the freely oscillating mass replaces that which has been lost through friction Share of kinetic energy. i In contrast to the execution forum according to Fig. i, in which a pawl is provided, the arrangement according to FIG. 2, as can be seen, inevitably, because the additional switching part 8 moves the switching pin i into the i: Jung leads back even with an incomplete reflection. To In the event of a final switch-off, the switch pin remains in the switch-off position. The reflectivity cannot be used with normal activation will. Only when the additional switching part 8 in rapid movement of the heavy Mass follows after the switch-on position, the switch pin would be additional through this Switching part brought from the switch-off position to the switch-on position.

Um ein ruckartiges Mitnehmen des Schaltstiftes i und die dadurch , bedingten Überbeanspruchungen zu verhindern, kann nach Fig. 2 eine Feder io vorgesehen werden, die zugleich als Reflexionsmittel dient. Die Feder io verbindet den Schaltstift mit der schweren Masse. Bei einem durch einen Erdschluß bedingten Schaltvorgang würde der Schaltstift dann zwar im ersten Augenblick bei der Einschaltung nicht sofort mitgenommen werden, hierbei würde aber die Feder io gespannt, die eine baldige Mitnahme bewirkt. Der zusätzliche Schaltteil 8 kann dann, .den Schaltstift i bei -vveitgehendst abgedämpftem Stoß in die Einschaltstellung befördern, weil der Schaltstift i bereits eine Geschwindigkeit in der Einschaltrichtung besitzt.In order to avoid jerking the switch pin i and the resulting To prevent conditional overstressing, a spring io can be provided according to FIG that also serves as a means of reflection. The spring io connects the switch pin with the heavy mass. In the event of a switching process caused by an earth fault the switch pin would not then at first when it was switched on be taken away immediately, but the spring would be stretched, the one soon to come Entrainment causes. The additional switching part 8 can then, .the switching pin i at - as far as possible, move the shock absorbed into the switch-on position because the switch pin i already has a speed in the switch-on direction.

Die beschriebene Fortschalteinrichtung kann zusammen mit der Ausschaltfeder zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt und in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht werden. Eine derartige Baueinheit kann nachträglich an einem beliebigen Leistungsschalter o. dgl. angebracht werden.The switching device described can be used together with the opening spring combined into a structural unit and housed in a common housing will. Such a unit can be retrofitted to any circuit breaker o. The like. Be attached.

In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform geztigt, bei der an Stelle eines Hebelübersetzungsgetriebes nach Fig. 2 und 3 ein Stirnradübersetzungsgetriebe ii, z. B. mit der Übersetzung i : 2, verwendet wird.In Fig. 4, another embodiment is shown in which instead of a lever transmission according to FIGS. 2 and 3, a spur gear transmission ii, e.g. B. with the translation i: 2 is used.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Continuous switching device for high voltage switches for the short-term separation of a line, characterized in that the movable Stroindurch- (iossen switching parts, which have a low mass, from the remaining, a relatively large mass having drive and power transmission parts are separated during the switching process, and that reflection means are provided are the direction of movement after switching off to achieve the switching on movement reverse and the recoupling of the switching parts through which current flows with the bring about the remaining drive and power transmission parts, 2. indexing device according to claim i, characterized in that the power transmission and drive parts when switching off in the direction after the switch-off position to the one to be switched on again Switching part are countered so that the coupling takes place with certainty. ` -3. Indexing device according to claims i and 2, characterized in that the Decoupling of the switching parts through which current flows, e.g. B. the switch pin of the Power transmission and drive parts through the movement of the power transmission and drive parts, namely in the initial part of this movement. 4 .. switching device according to claims i and 2, characterized in that an additional switching part is provided is that inevitably has to deal with the heavy power transmission and drive parts a transmission is connected in such a way that the additional shift part in a part of the stroke of the heavy mass already covers the entire stroke, and that with one further stroke of the power transmission and drive parts the additional switching part remains in the vicinity or in the switch-off position. 5. Switching device according to Claim 1, 2 and 4, characterized in that the switching pin is arranged so that it is in every position between the power transmission and drive parts on the one hand and the additional switching part is on the other hand, so that the switching pin inevitably reaches both the on and the off end position. 6th Indexing device according to claims 1, 2, 4 and 5, characterized in that as Reflection means a the switching pin with the power transmission and drive parts serves as an elastic connecting spring. 7. indexing device according to claim i, 2, 4 to 6, characterized in that the switch pin is attached to a lever, which is provided together with the additional switching part on one and the same axis is. B. indexing device according to claim i to 7, characterized in that the same optionally forms a structural unit with the switch-off spring, which subsequently can be attached to a high voltage switch.