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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.
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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.
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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.
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Aufgabe
der Erfindung ist, eine elektrische Schaltgeräteanordnung anzugeben, welche
bei einem Einsatz in Gleichspannungsnetzen bzw. Gleichstromkreisen
ein zuverlässiges
Ein- bzw. Ausschalten
ermöglicht.
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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.
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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.
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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.
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Besonders
vorteilhaft ist es, durch das Impedanzelement eine Steuerung der
Spannungsverteilung mittels des kapazitiven Elementes und eines
Ladungsträgerabbaus
mittels des ohmschen Widerstandselementes vorzusehen.
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Dabei
kann eine vorteilhafte Ausgestaltung vorsehen, dass der erste und
der zweite Strompfad elektrisch parallel zueinander verschaltet
sind.
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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.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann dabei weiter vorsehen, dass
das Impedanzelement unabhängig
vom Schaltzustand der Schaltstelle elektrisch parallel zu dieser
verschaltet ist.
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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.
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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.
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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.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der erste
Strompfad mehrere parallele Zweige aufweist, in welchen ohmsche
Teilwiderstände
angeordnet sind.
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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.
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Weiterhin
kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Impedanzelement innerhalb
eines fluiddichten Kapselungsgehäuses
angeordnet ist.
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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.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung kann dabei vorsehen, dass das fluiddichte
Kapselungsgehäuse einen
elektrisch isolierenden Abschnitt aufweist.
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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.
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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.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das ohmsche
Widerstandselement zumindest teilweise an dem kapazitiven Element
abgestützt
ist.
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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.
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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.
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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.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass an dem kapazitiven
Element ein Längenänderungen
aufnehmender Ausgleichskörper
angeordnet ist.
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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.
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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.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das elektrische
Schaltgerät
mehrere Schaltstellen aufweist, zu welchen jeweils ein Impedanzelement
elektrisch parallel verschaltet ist.
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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.
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Im
Folgenden wird ein Aufführungsbeispiel der
Erfindung schematisch in Figuren gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.
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Dabei zeigt die
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1 eine
Schaltgeräteanordnung,
die
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2 ein
Impedanzelement in einem Längsschnitt
und die
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3 das
Impedanzelement in einem Querschnitt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.