DE102006050732A1 - Elektrische Schaltgeräteanordnung mit einer Schaltstelle - Google Patents

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Abstract

Eine elektrische Schaltgeräteanordnung (1) weist e5, 6) ist ein Impedanzelement (2, 3) elektrisch parallel verschaltet. Das Impedanzelement (2, 3) weist ein ohmsches Widerstandselement (16) auf. Das Impedanzelement weist einen ersten Strompfad (14) auf, in welchem das ohmsche Widerstandselement (16) angeordnet ist. Weiterhin weist das Impedanzelement (2, 3) einen zweiten Strompfad (15) auf, in welchem ein kapazitives Element (17) angeordnet ist. Die beiden Strompfade (14, 15) sind elektrisch parallel zueinander verschaltet. Einer Aufnahme von Längenänderungen an dem Impedanzelement (2, 3) dient ein Ausgleichskörper (21).

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrische Schaltgeräteanordnung mit einer Schaltstelle und einem ein ohmsches Widerstandselement aufweisenden Impedanzelement, welches elektrisch parallel zu der Schaltstelle verschaltet ist.
  • Eine derartige Schaltgeräteanordnung ist beispielsweise in „Schaltgeräte – Grundlagen, Aufbau, Wirkungsweise", Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg New York, Paris, Tokyo 1987 auf den Seiten 192, 193 beschrieben. Dort wird ein Impedanzelement, welches ein ohmsches Widerstandselement aufweist, genutzt, um bei einer Ein- oder Ausschaltung Überspannungen zu dämpfen.
  • Derartige Konstruktionen sind insbesondere beim Schalten von Wechselspannungen bzw. Wechselströmen wirksam. Soll das elektrische Schaltgerät jedoch auch in Gleichspannungsnetzen bzw. Gleichstromkreisen eingesetzt werden, so ist die Wirkung der bekannten Impedanzelemente begrenzt. Im Hoch- und Höchstspannungsbereich werden die Schaltstelle bzw. elektrische Schaltgeräte zusätzlich erhöhten elektrischen sowie dielektrischen Belastungen ausgesetzt.
  • Aufgabe der Erfindung ist, eine elektrische Schaltgeräteanordnung anzugeben, welche bei einem Einsatz in Gleichspannungsnetzen bzw. Gleichstromkreisen ein zuverlässiges Ein- bzw. Ausschalten ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird dies bei einer elektrischen Schaltgeräteanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Impedanzelement einen ersten Strompfad mit dem ohmschen Widerstandselement und einen zweiten Strompfad mit einem kapazitiven Element aufweist.
  • Durch die Verwendung zweier Strompfade, in welchen jeweils ein ohmsches Widerstandselement bzw. ein kapazitives Element eingeschaltet sind, kann zum einen die Spannungsverteilung über der Schaltstelle gesteuert werden, zum andern besteht die Möglichkeit, gezielt Ladungen parallel zu der Schaltstrecke abfließen zu lassen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der erste und der zweite Strompfad elektrisch in Reihe zueinander angeordnet sind.
  • Eine elektrische Schaltgeräteanordnung ist im Regelfall innerhalb eines elektrischen Netzes bzw. innerhalb eines Stromkreises angeordnet. Innerhalb des elektrischen Netzes stellen sich je nach Schaltzustand und Wechselwirkung mit anderen Netzelementen, wie beispielsweise Spannungsqellen, weiteren Schaltgeräten, Überspannungsableitern usw., wechselnde Impedanzverhältnisse ein. Dadurch kann es vorkommen, dass sich über der geöffneten Schaltstelle eine ungünstige Spannungsverteilung einstellt, so dass Überlastungen des elektrischen Schaltgerätes die Folge sein können. Mittels des kapazitiven Elementes kann eine Beeinflussung der Impedanzverhältnisse erfolgen, so dass sich eine vorteilhafte Spannungsverteilung über der Schaltstelle einstellt. Weiterhin besteht insbesondere in Gleichspannungsnetzen die Gefahr, dass sich in bestimmten Zonen der elektrischen Schaltgeräteanordnung Ladungsträger sammeln und so eine ungewollte Potentialüberhöhung auftreten kann. Durch das Vorsehen des ohmschen Widerstandselementes elektrisch parallel zu der Schaltstelle können derartige Ansammlungen vermieden werden, da nach Art eines Kriechstromes Potentialunterschiede störungsfrei abgebaut werden. Ladungsträger fließen in Bereiche mit geringerem elektrischen Potential ab. Die Wirkung einer erfindungsgemäßen Schaltgeräteanordnung mit Impedanzelement kann vorteilhaft auch in Wechselspannungsnetzen genutzt werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, durch das Impedanzelement eine Steuerung der Spannungsverteilung mittels des kapazitiven Elementes und eines Ladungsträgerabbaus mittels des ohmschen Widerstandselementes vorzusehen.
  • Dabei kann eine vorteilhafte Ausgestaltung vorsehen, dass der erste und der zweite Strompfad elektrisch parallel zueinander verschaltet sind.
  • Eine elektrische Parallelverschaltung der beiden Strompfade ermöglicht es, dass sowohl das kapazitive Element als auch das ohmsche Widerstandselement unabhängig voneinander elektrisch parallel zur Schaltstrecke angeordnet sind und jede der beiden Baugruppen für sich auf die elektrische Schaltstrecke einwirken kann. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn beispielsweise das ohmsche Widerstandselement oder das kapazitive Element in ihren elektrischen Eigenschaften nur noch eingeschränkt wirksam sind. In diesem Falle kann das andere Element bis zu einer Instandsetzung oder einen Wechsel des Impedanzelementes weiterhin seine jeweilige Wirkung entfalten.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann dabei weiter vorsehen, dass das Impedanzelement unabhängig vom Schaltzustand der Schaltstelle elektrisch parallel zu dieser verschaltet ist.
  • Aus dem Stande der Technik ist bekannt, ohmsche Widerstände aufweisende Impedanzelemente mittels zusätzlicher Schaltstrecken bedarfsweise ein- oder auszuschalten. Diese zusätzlichen Schaltstrecken benötigen zusätzlichen Bauraum, müssen entsprechend angesteuert werden und verteuern damit die Schaltanordnung. Weiterhin unterliegen zusätzliche Schaltstrecken, welche im Regelfall zwei relativ zueinander bewegbare Kontaktstücke aufweisen, auch einem Verschleiß und sind daher regelmäßig zu warten bzw. zu ersetzen. Durch eine dauerhafte starre Parallelverschaltung des Impedanzelementes wird auf derartige bauraumvergrößernde, kostenerhöhende zusätzliche Schaltstrecken verzichtet. Unabhängig vom Zustand einer zusätzlichen Schaltstrecke können das ohmsche Widerstandselement sowie das kapazitive Element ihre elektrischen Wirkungen entfalten.
  • Insbesondere bei einer geöffneten Schaltstelle ist es vorteilhaft den ersten Strompfad mit dem ohmschen Widerstandselement parallel zu der Schaltstelle zu halten, um ein Aufladen beispielsweise einer Zone einer Schaltkammer der Schaltgeräteanordnung zu verhindern. Die Schaltstelle ist im Regelfall aus einem ersten und einem zweiten Kontaktstück gebildet, wobei die beiden Kontaktstücke relativ zueinander bewegbar sind. Durch eine galvanische Kontaktierung der beiden Schaltkontaktstücke ist ein Schließen der Schaltstelle bewirkt. Mit einer Aufhebung der galvanischen Kontaktierung, durch ein Entfernen der beiden Schaltkontaktstücke voneinander ist eine Öffnung der Schaltstelle bewirkt. Im geöffneten Zustand weisen die beiden Schaltkontaktstücke im Regelfall unterschiedliche Potentiale auf. Beispielsweise bei einer Gleichspannungsbelastung kann es bei einem längeren Geöffnethalten der Schaltstelle dazu kommen, dass beispielsweise an einem der Schaltkontaktstücke bzw. an elektrischen Isolierteilen zum Halten des jeweiligen Schaltkontaktstückes zu einer Ansammlung von größeren Mengen von Ladungsträgern kommt. Dadurch könnte es sein, dass die Schaltstrecke dielektrisch überlastet wird und ein Durchschlag die Folge wäre.
  • Durch den Einsatz des Impedanzelementes ist es möglich, ein Abfließen der Ladungsträger zu unterstützen und die Spannungsverteilung über der Schaltstelle positiv zu beeinflussen, so dass an der elektrischen Schaltgeräteanordnung dielektrische Verhältnisse geschaffen sind, die von der elektrischen Schaltgeräteanordnung sicher beherrscht werden können.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der erste Strompfad mehrere parallele Zweige aufweist, in welchen ohmsche Teilwiderstände angeordnet sind.
  • Durch den Einsatz von Teilwiderständen ist es möglich, die elektrische Wirkung des ohmschen Widerstandselementes zu justieren. Je nach Betrag des ohmschen Widerstandes kann der Betrag des zulässigen „Leckstromes" über das Impedanzelement eingestellt werden. Je nach gewünschtem Widerstandswert kann eine entsprechende Anzahl von ohmschen Teilwiderständen eingesetzt werden, die innerhalb eines oder mehrerer paralleler Zweige angeordnet sind.
  • Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Impedanzelement innerhalb eines fluiddichten Kapselungsgehäuses angeordnet ist.
  • Durch die Nutzung eines fluiddichten Kapselungsgehäuses ist es möglich, das Innere des Kapselungsgehäuses mit einem Fluid zu befüllen, welches gegenüber dem das Kapselungsgehäuse umgebenden Medium verschieden ist. Als Fluide sind beispielsweise Flüssigkeiten, wie Isolieröle sowie Gase, wie Schwefelhexafluorid oder Stickstoff einsetzbar. Durch eine geeignete Auswahl des Fluids ist die dielektrische Festigkeit im Innern des Kapselungsgehäuses erhöhbar, so dass im Innern einzuhaltende Schlagweiten zwischen verschiedene elektrische Potentiale führenden Baugruppen vermindert werden können. Dadurch ist eine Möglichkeit gegeben, das Impedanzelement in kompakter Weise auszugestalten.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann dabei vorsehen, dass das fluiddichte Kapselungsgehäuse einen elektrisch isolierenden Abschnitt aufweist.
  • Ein elektrisch isolierender Abschnitt des gasdichten Kapselungsgehäuses kann beispielsweise durch ein rohrförmiges Isolierstoffgehäuse gebildet sein. Dieses rohrförmige Isoliergehäuse nimmt in seinem Innern dann das Impedanzelement mit seinen einzelnen Baugruppen auf, wobei elektrische Kontaktierungsanschlüsse jeweils an den Endseiten des rohrförmigen Isoliergehäuses nach außen geführt sein können. So kann das elektrische Impedanzelement beispielsweise an bestehenden elektrischen Schaltgeräten nachgerüstet werden, indem es elektrisch parallel zu den entsprechenden Schaltstellen verschaltet wird. Eine derartige Ausgestaltungsvariante ist vorteilhaft bei der Verwendung an Leistungsschaltern, die in Stützerbauweise ausgeführt sind.
  • Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Impedanzelement in ein elektrisches Schaltgerät integriert wird. Dies kann insbesondere bei Leistungsschaltern in Kesselbauweise vorteilhaft sein. Es ist bekannt, elektrische Schaltgeräte mit ihren Schaltstellen innerhalb eines fluiddichten Schaltgerätekapselungsgehäuses anzuordnen. Ist ein ausreichendes Bauvolumen des Schaltgerätekapselungsgehäuses des elektrischen Schaltgerätes vorhanden, kann das Impedanzelement in dieses Schaltgerätekapselungsgehäuse zusätzlich eingebracht werden. In diesem Falle ist es nicht nötig, ein separates Kapselungsgehäuse vorzusehen. Typischerweise können derartige Konstruktionen bei Leistungsschaltern in Kesselbauweise aus elektrisch leitenden Materialien gefertigt sein, wobei Abschnitte des Schaltgerätekapselungsgehäuses elektrisch isolierend ausgebildet sind, um Anschlussstücke elektrisch isoliert durch eine Gehäusewandung hindurch in ein umgebendes Medium auszuleiten.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das ohmsche Widerstandselement zumindest teilweise an dem kapazitiven Element abgestützt ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das kapazitive Element in entsprechenden Aufnahmen gelagert ist und sich dort abstützt. Da das kapazitive Element im Regelfall eine mechanisch steife Struktur ist, kann dieses zumindest teilweise als Träger für das ohmsche Widerstandselement dienen und dieses abstützen. Vorteilhaft ist dabei insbesondere, wenn dass ohmsche Widerstandselement vollständig am kapazitiven Element abgestützt ist. Dadurch wird die Anzahl von Haltebaugruppen reduziert. Weiterhin kann eine Vorfertigung des Impedanzelementes erfolgen, indem unabhängig von der Einsatzweise des Impedanzelementes eine elektrische Verschaltung des kapazitiven Elementes und des ohmschen Widerstandselementes vorgenommen werden kann. Je nach Einsatzzweck, Bauart und Bauart des elektrischen Schaltgerätes kann dann diese vorgefertigte elektrische Baugruppe zur Komplettierung verwendet werden. Insbesondere bei der Verwendung von Teilwiderstandselementen können an dem kapazitiven Element Mittelanzapfungen vorgesehen sein, an welchen Teilwiderstandselemente elektrisch kontaktierbar sind. Somit ist der wirksame kapazitive Blindwiderstand einfach veränderbar. Weiterhin können so vermaschte Schaltungsvarianten leicht realisiert werden, nach welchen mehrere Parallelzweige mit Widerstandselementen und kapazitiven Elementen vorgesehen sind.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann dabei vorsehen, dass das kapazitive Element zwischen einem ersten und einem zweiten Kontaktbereich angeordnet ist und mehrere Teilwiderstände an dem kapazitiven Element verteilt angeordnet sind.
  • Um eine elektrisch parallele Verschaltung des Impedanzelementes vornehmen zu können, muss das Impedanzelement einen ersten und einen zweiten Kontaktbereich aufweisen. Vorteilhafterweise sollte das kapazitive Element zwischen den beiden Kontaktbereichen, die beispielsweise in Form von Armaturkörpern ausgestaltet sind, angeordnet sein. Durch die Verteilung mehrerer Teilwiderstände, also einem Aufteilen des ohmschen Widerstandselementes auf verschiedene Teilelemente, kann eine kompakte Ausgestaltung des Impedanzelementes unterstützt werden. Beispielsweise können die Teilwiderstände gleichmäßig verteilt um das kapazitive Element herum angeordnet werden. Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Teilwiderstände zumindest teilweise insbesondere jeweils vollständig von dem kapazitiven Element getragen sind.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass an dem kapazitiven Element ein Längenänderungen aufnehmender Ausgleichskörper angeordnet ist.
  • Während das Impedanzelement seine elektrische Wirkung an der elektrischen Schaltgeräteanordnung ausübt, kann es zum Auftreten von Erwärmungen kommen. Dies kann zum einen aufgrund eines Stromflusses durch das ohmsche Widerstandselement hervorgerufen werden, zum anderen können aber auch kapazitive Verluste eine entsprechende Erwärmung hervorrufen.
  • Um ein Brechen oder anderweitiges Beschädigen des Impedanzelementes zu verhindern, ist es vorteilhaft, ein durch thermische Einflüsse, die beispielsweise auch aus der Umwelt auf das Impedanzelement einwirken können, längenveränderlichen Ausgleichkörper vorzusehen. Beispielsweise kann das kapazitive Element säulenartig ausgebildet werden, wobei an den Stirnseiten der Säule jeweils der erste und der zweite Kontaktbereich angeordnet sind. Der Ausgleichkörper kann beispielsweise aus einem entsprechend elastischen Material gefertigt sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass beispielsweise teleskopierende Ausgleichkörper zum Einsatz gelangen.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das elektrische Schaltgerät mehrere Schaltstellen aufweist, zu welchen jeweils ein Impedanzelement elektrisch parallel verschaltet ist.
  • Bei dem Einsatz einer Schaltgeräteanordnung im Hoch- und Höchstspannungsbereich kann vorgesehen sein, dass mehrere Schaltstellen elektrisch in Reihe zueinander verschaltet sind, um die geforderten Schaltleistungen dauerhaft sicher zu erbringen. In diesem Falle kommt eine besondere Bedeutung der Steuerung und damit der Verteilung der Gesamtspannung in entsprechende Teilspannung über den jeweiligen Schaltstellen zu. Durch eine derartige Steuerung wird verhindert, dass eine oder mehrere Schaltstellen stärker belastet werden als andere Schaltstellen. Durch die Steuerung wird die Höchstbelastung der einzelnen Schaltstelle begrenzt. Dadurch ist es möglich, auf diese Höchstbelastung ausgelegte Schaltstellen einzusetzen. Somit ist es nicht mehr notwendig, die Schaltstellen überdimensioniert auszulegen, um für etwaige Ungleichverteilungen der Spannungen über den einzelnen Schaltstellen vorbereitet zu sein. Dadurch wird die Schaltgeräteanordnung kompakter. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass zu einer elektrischen Schaltgeräteanordnung Schaltstellen in mehreren Strompfaden gehören, welche annähernd zeitgleich miteinander geschaltet werden.
  • Im Folgenden wird ein Aufführungsbeispiel der Erfindung schematisch in Figuren gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.
  • Dabei zeigt die
  • 1 eine Schaltgeräteanordnung, die
  • 2 ein Impedanzelement in einem Längsschnitt und die
  • 3 das Impedanzelement in einem Querschnitt.
  • Die in 1 gezeigte Schaltgeräteanordnung 1, welche ein erstes Impedanzelement 2 sowie ein zweites Impedanzelement 3 aufweist, ist beispielhaft mit einem elektrischen Schaltplan versehen. Die elektrische Schaltgeräteanordnung 1 weist einen Leistungsschalter 4 in Stützerbauweise auf. Der Leistungsschalter 4 weist eine erste Schaltstelle 5 sowie eine zweite Schaltstelle 6 auf. Die beiden Schaltstellen 5, 6 sind elektrisch in Reihe verschaltet und werden gemeinsam betätigt. Jede der beiden Schaltstellen 5, 6 weist jeweils ein erstes und ein zweites Schaltkontaktstück auf, wobei die einander zugehörigen Schaltkontaktstücke während einer Betätigung relativ zueinander bewegbar sind. Die Schaltgeräteanordnung 1 kann einen oder mehrere Pole, gemäß der 1, aufweisen.
  • Jede der beiden Schaltstellen 5, 6 ist in einem mit einer Außenrippung versehenden Isoliergehäuse 7, 8 untergebracht. Die Isoliergehäuse 7, 8 sind gasdicht verschlossen und in ihrem Innern jeweils mit einem elektronegativen Gas, beispielsweise Schwefelhexafluorid, befüllt. Die beiden Isoliergehäuse 7, 8 sind koaxial zueinander ausgerichtet und an den einander zu gewandten Enden an einem zentralen Gehäuseelement 9 befestigt. Das zentrale Gehäuseelement 9 ist auf einem Isolierstutzer 10 gelagert. Über den Isolierstutzer 10 ist das zentrale Gehäuseelement 9 gegenüber Erdpotential elektrisch isoliert gehalten. Durch das zentrale Gehäuseelement 9 hindurch sind die beiden Schaltstellen 5, 6 elektrisch miteinander in Reihe verschaltet. An den freien Enden der Isoliergehäuse 7, 8, welche von dem zentralen Gehäuseelement 9 abgewandt sind, sind Anschlussarmaturen 11, 12 angeordnet, über welche der die beiden Schaltstellen 5, 6 aufweisende Leistungsschalter 4 in ein Elektroenergieübertragungssystem 13 einbindbar ist. Der Leistungsschalter 4 kann beispielsweise dazu dienen, im Elektroenergieübertragungssystem 13 befindliche Baugruppen zu überbrücken bzw. kurzzuschließen. Die Baugruppen können beispielsweise Halbleiterelemente wie Thyristorbrücken sein.
  • Zu der ersten Schaltstelle 5 ist das erste Impedanzelement 2 elektrisch parallel verschaltet. Zu der zweiten Schaltstelle 6 ist das zweite Impedanzelement 3 elektrisch parallel verschaltet. Zur Kontaktierung sind die Impedanzelemente 2, 3 jeweils elektrisch leitend mit den Anschlussarmaturen 11, 12 und damit mit den jeweils ersten Kontaktstücken der beiden Schaltstellen 5, 6 verbunden. Weiterhin sind die Impedanzelemente 2, 3 mit ihren anderen Anschlusspunkten jeweils mit den zweiten Kontaktstücken der beiden Schaltstellen 5, 6 elektrisch leitend verbunden. Dazu kann vorgesehen sein, dass das zentrale Gehäuseelement 9 zumindest teilweise aus einem elektrisch leitenden Material besteht und die Impedanzelemente 2, 3 an das zentrale Gehäuseelement 9 angeschlagen sind. Im Innern des Leistungsschalters 4 sind in diesem Falle die zweiten Kontaktstücke der beiden Schaltstellen 5, 6 ebenfalls elektrisch leitend mit dem zentralen Gehäuseelement 9 verbunden.
  • Die Impedanzelemente 2, 3 weisen prinzipiell den gleichen Aufbau auf. Jedes der Impedanzelemente 2, 3 weist einen ersten Strompfad 14 sowie einen zweiten Strompfad 15 auf, wobei im ersten Strompfad 14 jeweils ein ohmsches Widerstandselement 16 und im zweiten Strompfad 15 jeweils ein kapazitives Element 17 angeordnet ist.
  • Mittels der beiden Impedanzelemente 2, 3 kann die Spannungsverteilung über den beiden Schaltstellen 5, 6 des Leistungsschalters 4 vergleichmäßigt werden. Bei gleichartigen Schaltstellen 5, 6 können die Impedanzelemente 2, 3 gleichartig ausgebildet sein, so dass bei einem Schaltvorgang annähernd 50 % der Gesamtspannung über der ersten Schaltstelle 5 und weitere 50 % der Gesamtspannung über der zweiten Schaltstelle 6 anliegen. Je nach vorliegenden Impedanzverhältnissen unter Nutzung verschiedenartiger Impedanzelemente können auch von einer gleichmäßigen Spannungsaufteilung abweichende Spannungsaufteilungen eingestellt werden. Neben der Spannungsverteilung dienen die Impedanzelemente 2, 3 weiter dazu, insbesondere bei geöffneten Schaltstellen 5, 6 die Ausbildung eines Entladungsstrompfades zu ermöglichen. Dadurch ist verhindert, dass sich in bestimmten Bereichen, beispielsweise im Bereich der Kontaktstücke der Schaltstellen 5, 6 oder an Isolierbauteilen, unerwünschte Potentialspitzen durch eine Ansammlung von Ladungsträgern aufbauen.
  • Die beiden in der 1 gezeigten Impedanzelemente 2, 3 weisen jeweils prinzipiell den gleichen Aufbau auf. Daher wird im Folgenden anhand der 2 und 3 eine mögliche konstruktive Ausgestaltung des ersten Impedanzelementes 2 beispielhaft näher erläutert.
  • Gemäß 2 ist vorgesehen, ein im Wesentlichen rohrförmiges Isoliergehäuse 18 zu verwenden, um ein gasdichtes Kapselungsgehäuse zu bilden. Das Isoliergehäuse 18 kann beispielsweise aus Porzellan, Kunststoffverbundmaterial oder anderen Isolierwerkstoffen gebildet sein. Das Innere ist beispielsweise mit einem Isolieröl oder einem Isoliergas befüllt. Das rohrförmige Isoliergehäuse 18 kann bei Bedarf mit einer entsprechenden Außenverrippung versehen werden, um das rohrförmige Isoliergehäuse 18 freiluftfest zu gestalten. Stirnseitig sind an dem rohrförmigen Isoliergehäuse 18 das Gehäuse verschließende Armaturkörper 19, 20 angeordnet. Die Armaturkörper 19, 20 sind beispielsweise aus einem elektrisch leitenden Material und können genutzt werden, um im Inneren des rohrförmigen Isoliergehäuses 18 befindliche Baugruppen, wie beispielsweise das ohmsche Widerstandselement 16 und das kapazitive Element 17 elektrisch zu kontaktieren. Weiterhin können die Armaturkörper 18, 19 auch dazu eingesetzt werden, um das Kapselungsgehäuse 18 nebst Impedanzelement an dem Leistungsschalter 4 zu haltern. Dazu kann vorgesehen sein, dass an die Armaturkörper 19, 20 entsprechende Tragelemente aufweisen, welche zum einen einer elektrischen Kontaktierung mit den Anschlussarmaturen 11, 12 bzw. mit dem zentralen Gehäuseelement 9 dienen und zum anderen die Gesamtanordnung an dem Leistungsschalter 4 mechanisch abstützen. Dadurch kann der Isolierstutzer 10 genutzt werden, um die Impedanzelemente 2, 3 gegenüber Erdpotential isoliert zu halten.
  • Im Innern des Kapselungsgehäuses ist das kapazitive Element 17 angeordnet. Im vorliegenden Fall ist das kapazitive Element 17 im Wesentlichen säulenförmig ausgebildet und stapelartig aufgebaut. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass weitere Konstruktionen für das kapazitive Element 17 zum Einsatz gelangen. Beispielsweise kann das kapazitive Element 17 auch ein Wickelkondensator, ein Plattenkondensator oder in einer anderen geeigneten Bauform ausgeführt sein. Das säulenförmige kapazitive Element 17 ist zwischen den Armaturkörpern 19, 20 eingespannt und kann über die Armaturkörper 19, 20 kontaktiert werden. Zur Einspannung ist vorgesehen, dass ein Ausgleichskörper 21 eingesetzt wird. Mittels des Ausgleichskörpers 21 können im Wesentlichen thermisch bedingte Längenänderungen des kapazitiven Elementes 17 kompensiert werden. Dadurch ist einer Belastung des Isoliergehäuses 18 durch zusätzliche mechanische Kräfte aus dem Inneren vorgebeugt. Im vorliegenden Falle ist der Ausgleichskörper 21 ein mehrere Einschnitte aufweisender Block, welcher mit elastischen Verformungen auf Längenänderungen reagiert. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass ein Ausgleichskörper beispielsweise in Form eines teleskopierbaren Ausgleichskörpers oder als dosenförmiger Hohlkörper ausgebildet ist.
  • Um das kapazitive Element 17 herum gleichmäßig verteilt sind mehrere ohmsche Teilwiderstände 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, 16h, 16i, 16j angeordnet. Die Teilwiderstände 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, 16h, 16i, 16j sind teilweise elektrisch in Reihe miteinander verschaltet, teilweise liegen auch Parallelschaltungen vor. Durch Änderungen der Verschaltung der einzelnen Teilwiderstände kann der ohmsche Widerstandswert des ohmschen Widerstandselementes 16 variiert werden. Weiter können an dem kapazitiven Element Anzapfungen angeordnet sein, mittels welcher die elektrische Wirksamkeit des kapazitiven Elementes 17 variiert werden kann. Die Teilwiderstände 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, 16h, 16i, 16j sind vollständig von dem kapazitiven Element 17 getragen und gleichmäßig am Umfang der säulenartigen Struktur des kapazitiven Elementes 17 verteilt angeordnet. Die gleichmäßige Verteilung der Teilwiderstände 16a, 16b, 16f, 16g, 16k, 16l, 16m, 16n sind im Querschnitt A-A der 3 erkennbar. Weiterhin ist in der 3 erkennbar, dass das rohrförmige I soliergehäuse 18 im vorliegenden Beispiel einen leicht ovalen Querschnitt aufweist. Es können jedoch auch weitere Querschnitte für das rohrförmige Isoliergehäuse 18 zur Anwendung kommen, insbesondere sind kreisrunde Querschnitte geeignet. Weiterhin ist in der 3 erkennbar, dass das kapazitive Element 17 einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Es können auch alternative Querschnitte für das kapazitive Element 17 ebenso wie für die Ausgestaltung des ohmschen Widerstandselementes 16 zum Einsatz gelangen. Dabei sollten die Bauformen der einzelnen Baugruppen derart gewählt werden, dass ein kompaktes Impedanzelement entsteht.
  • Um auch den kapazitiven Widerstandsbelag des kapazitiven Elementes 17 variabel gestalten zu können, kann vorgesehen sein, dass einzelne Kondensatorbeläge des kapazitiven Elementes 17 kurzgeschlossen werden, so dass auch eine entsprechende Anpassung der elektrischen Werte des kapazitiven Elementes 17 erfolgen kann.

Claims (10)

  1. Elektrische Schaltgeräteanordnung (1) mit einer Schaltstelle (5, 6) und einem ein ohmsches Widerstandselement (16) aufweisenden Impedanzelement (2, 3), welches elektrisch parallel zu der Schaltstelle (5, 6) verschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Impedanzelement (2, 3) einen ersten Strompfad (14) mit dem ohmschen Widerstandselement (16) und einen zweiten Strompfad (15) mit einem kapazitiven Element (17) aufweist.
  2. Elektrische Schaltgeräteanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Strompfad (14, 15) elektrisch parallel zueinander verschaltet sind.
  3. Elektrische Schaltgeräteanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Impedanzelement (2, 3) unabhängig vom Schaltzustand der Schaltstelle (5, 6) elektrisch parallel zu dieser verschaltet ist.
  4. Elektrische Schaltgeräteanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strompfad (14) mehrere parallele Zweige aufweist, in welchen ohmsche Teilwiderstände (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, 16h, 16i, 16j, 16k, 16l, 16m, 16n) angeordnet sind.
  5. Elektrische Schaltgeräteanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Impedanzelement (2, 3) innerhalb eines fluiddichten Kapselungsgehäuses angeordnet ist.
  6. Elektrische Schaltgeräteanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das fluiddichte Kapselungsgehäuse einen elektrisch isolierenden Abschnitt (18) aufweist.
  7. Elektrische Schaltgeräteanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das ohmsche Widerstandselement (16) zumindest teilweise an dem kapazitiven Element (17) abgestützt ist.
  8. Elektrische Schaltgeräteanordnung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das kapazitive Element (17) zwischen einem ersten und einem zweiten Kontaktbereich (19, 20) angeordnet ist und mehrere Teilwiderstände (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, 16h, 16i, 16j, 16k, 16l, 16m, 16n) an dem kapazitiven Element (17) verteilt angeordnet sind.
  9. Elektrische Schaltgeräteanordnung (1) nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem kapazitiven Element (17) ein Längenänderungen aufnehmender Ausgleichskörper (21) angeordnet ist.
  10. Elektrische Schaltgeräteanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Schaltgerät (1) mehrere Schaltstellen (5, 6) aufweist, zu welchen jeweils ein Impedanzelement (2, 3) elektrisch parallel verschaltet ist.
DE200610050732 2006-10-20 2006-10-20 Elektrische Schaltgeräteanordnung mit einer Schaltstelle Withdrawn DE102006050732A1 (de)

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