Der CT20-Federantrieb verwendet ein Federspannsystem und ist für SF6-Leistungsschalter der RHB-Serie mit Porzellanstützisolatoren (11 kV–550 kV) konzipiert. Drei Löschkammern teilen sich einen einzigen Antrieb mit dreipoligem Gruppenantrieb. Seine grundlegende Energielogik lautet: Die Schließfeder treibt den Schließvorgang an → der Schließhub spannt gleichzeitig die Öffnungsfeder → die Öffnungsfeder treibt unabhängig den Öffnungsvorgang an. Der Antrieb bietet hohe Zuverlässigkeit, geringe Geräuschentwicklung und minimalen Wartungsaufwand, mit einem Wartungsintervall von bis zu 30 Jahren.
2. Hauptkomponenten
| Komponente |
Funktion |
| Schließfeder (1) |
Betätigt den Schließvorgang |
| Öffnungsfeder (16) |
Betätigt den Öffnungsvorgang |
| Sperrrad (3) + Sperrklinke (5) |
Überträgt und verriegelt die Spannenergie |
| Spannklinke (15) + Klinkenbolzen (4) |
Verriegelt die Schließfeder im gespannten Zustand |
| Schließauslöser (13) + Schließmagnet (14) |
Empfängt den Schließbefehl und gibt die Spannklinke frei |
| Nocken (18) + Abtriebshebel (7) |
Überträgt die Federenergie auf den Leistungsschalter |
| Schließklinke (9) + Schließklinkenbolzen (20) |
Verriegelt den Leistungsschalter in der Einschaltstellung |
| Öffnungsauslöser (10) + Öffnungsmagnet (11) |
Empfängt den Öffnungsbefehl und gibt die Schließklinke frei |
| Mechanische Rückschlagsperre (12) |
Verhindert das wiederholte Schließen |
3. Ladevorgang der Schließfeder
Nach dem Schließen des Leistungsschalters wird der Endschalter aktiviert und der Lademotor startet. Der Motor treibt den Ladehebel über Kegelräder zu einer oszillierenden Bewegung an. Die Sperrklinken setzen das Sperrrad abwechselnd weiter und spannen dabei die Schließfeder über den Federhebel und die Zugstange. Sobald der Stift den Totpunkt passiert hat, treibt die Schließfeder den Ladehebel um etwa 5° zurück, wodurch der Sperrstift (4) in die Ladesperre (15) eingreifen kann. Der Motor wird dann stromlos geschaltet, womit der Ladezyklus abgeschlossen ist.
4. Schließvorgang
- Schließbefehl empfangen → Der Schließmagnet (14) wird betätigt und sein Anker schlägt gegen den Schließauslöser (13).
- Ladesperre freigegeben → Der Auslöser dreht sich und gibt die Ladesperre (15) frei.
- Feder gibt Energie zum Schließen frei → Die Schließfeder treibt das Sperrrad gegen den Uhrzeigersinn. Die koaxiale Nocke (18) schlägt gegen die Schließrolle am Abtriebshebel (7) und bewegt den Hebel nach oben.
- Schließstellung verriegelt → Der Schließsperrstift (20) wird von der Schließsperre (9) gehalten.
- Öffnungsfeder gleichzeitig gespannt → Der Öffnungshebel, der koaxial zum Abtriebshebel liegt, spannt die Öffnungsfeder (16).
- Automatisches Nachladen → Der Endschalter wird aktiviert und der Motor lädt die Schließfeder erneut.
5. Öffnungsvorgang
- Öffnungsbefehl empfangen → Der Öffnungsmagnet (11) wird betätigt und sein Anker schlägt gegen den Öffnungsauslöser (10).
- Schließsperre freigegeben → Der Auslöser dreht sich und gibt die Schließsperre (9) frei.
- Öffnungsfeder gibt Energie frei → Sie treibt den Abtriebshebel zur Drehung an und wandelt die Bewegung über Gestänge, die Antriebswelle und horizontale Zugstangen um, um den beweglichen Kontakt zu bewegen und die Öffnung abzuschließen.
- Dämpfung und Begrenzung → Der Öffnungsdämpfer absorbiert die Restenergie und begrenzt die Endstellung des beweglichen Kontakts.
6. Antipump-Einrichtung / Antipump-Vorrichtung
Wenn der Leistungsschalter auf einen Fehler schließt, während der Schließbefehl weiterhin anliegt, stellt die Antipump-Einrichtung sicher, dass nur ein Schließ-Öffnungs-Zyklus (CO) durchgeführt wird, um ein wiederholtes Schließen zu verhindern. Der CT20 verfügt über eine mechanische Antipump-Einrichtung (12) sowie eine elektrische Antipump-Einrichtung für einen doppelten Schutz.
Mechanisches Antipump-Prinzip (branchenüblich): Wenn der Schließmagnet erregt wird, drückt sein Kernstab den Antipump-Stift nieder und schlägt dann gegen den Auslöser. Nach dem Schließen wird die Auslösestange vom Antipump-Stift in einer geneigten Position gehalten, was ein Zurücksetzen und erneutes Schlagen gegen den Auslöser verhindert.
7. Einhaltung der IEC-Normen
Anwendbare Normen
- IEC 62271-1:2017 – Gemeinsame Spezifikationen für Hochvolt-Schaltanlagen und -Schaltgeräte
- IEC 62271-100:2021 – Hochspannungs-Leistungsschalter für Wechselstrom, einschließlich Anforderungen an den Antrieb
- Chinesisches Äquivalent: GB/T 1984-2024
Vergleich der wichtigsten Klauseln
| IEC-Klausel |
Anforderung |
CT20-Fähigkeiten |
| Bemessungsbetriebsspielfolge |
O – t – CO – t′ – CO |
O–0,3 s–CO–3 min–CO (automatische Wiedereinschaltung) |
| Mechanische Lebensdauer |
M1 = 2.000 Schaltspiele / M2 = 10.000 Schaltspiele |
Klasse M2 (≥10.000 Schaltspiele) |
| Pumpenschutz |
Nur ein CO-Schaltspiel, solange der Schließbefehl anliegt |
Mechanischer + elektrischer Pumpenschutz |
| Betriebsspannung |
Schließen 85 %–110 %, Öffnen 65 %–120 % |
AC/DC-Motor; Bemessungsspannung 220 V / 110 V / 48 V / 24 V |
Typische Zeitparameter
| Parameter |
Typischer CT20-Wert |
| Schließzeit |
≤100 ms |
| Öffnungszeit |
≤60 ms |
| Ladezeit |
≤15 s |
| Dreipolige Schließ-/Öffnungssynchronität |
≤5 ms / ≤3 ms |
8. Überblick über den Betriebsablauf
Motor startet → Schließfeder spannt → Spannklinke (15) verriegelt
Schließbefehl → Schließmagnet (14) → Gibt Klinke (15) frei
↓
Schließfeder entspannt sich → Leistungsschalter schließt → Schließklinke (9) verriegelt
↓
Öffnungsfeder (16) spannt gleichzeitig Motor lädt automatisch nach
↓
Öffnungsbefehl → Öffnungsmagnet (11) → Gibt Klinke (9) frei
↓
Öffnungsfeder entspannt sich → Leistungsschalter öffnet → Mechanismus kehrt in Bereitschaftsstellung zurück
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