DE102010029440A1 - Power switch i.e. single-phase encapsulated circuit breaker, for gas insulated switchgear, has switch contact units comprising fasteners at electrical feedthroughs, where switching section is arranged between contact units - Google Patents
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Abstract
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leistungsschalter und insbesondere einen Leistungsschalter mit einer reduzierten Anzahl von Erd- bzw. Stützisolatoren, sowie eine gasisolierte Schaltanlage mit einem Leistungsschalter mit einer reduzierten Anzahl von Erd- bzw. Stützisolatoren.The present invention relates to a circuit breaker and, more particularly, to a circuit breaker having a reduced number of ground or post insulators, and to a gas insulated switchgear comprising a circuit breaker having a reduced number of ground insulators.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
In einem Leistungsschalter, insbesondere einem gasisolierten Leistungsschalter sind in der Regel zwei Schalterkontaktpole vorgesehen, die zueinander positioniert werden müssen, um einen ordnungsgemäßen Abstand zu einem beispielsweise geerdeten Gehäuse sowie einen definierten Abstand zueinander zu gewährleisten. Zu diesem Zweck ist es notwendig, entsprechende Abstützungen vorzusehen, die die Schalterkontaktpole gegenüber dem Gehäuse bzw. zueinander abstützen. Derartige Abstützungen müssen dabei entsprechend des Einsatzgebietes des Leistungsschalters isolationsfest sein, so dass nicht nur eine mechanische Abstützung, sondern auch eine Isolationsfestigkeit des Leistungsschalters gewährleistet ist. Darüber hinaus müssen die Leistungsschalterkontaktpole, insbesondere bei einem geerdeten Gehäuse, kontaktiert werden, was beispielsweise durch eine Zuleitung erfolgt, die durch eine Durchführung in das Leistungsschaltergehäuse führt, um einen Kontaktierung des jeweiligen Schalterkontaktpoles zu ermöglichen. In einem Leistungsschalter ist jedoch jedes Inventar, insbesondere Stütz- und Erdisolatoren, eine potentielle Gefahr für einen Durchschlag und somit für ein Versagen des Leistungsschalters.In a circuit breaker, in particular a gas-insulated circuit breaker usually two switch contact poles are provided, which must be positioned to each other to ensure a proper distance to an example grounded housing and a defined distance from each other. For this purpose, it is necessary to provide corresponding supports which support the switch contact poles relative to the housing or to each other. Such supports must be isolated according to the field of application of the circuit breaker, so that not only a mechanical support, but also an insulation resistance of the circuit breaker is ensured. In addition, the circuit breaker contact poles, in particular in a grounded housing to be contacted, which is done for example by a supply line, which leads through a passage in the circuit breaker housing, to allow a contacting of the respective Schalterkontaktpoles. In a circuit breaker, however, any inventory, especially back and earth insulators, is a potential threat to breakdown and thus circuit breaker failure.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Vor diesem Hintergrund kann es als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, einen Leistungsschalter bereitzustellen, der eine geringere Gefahr für einen elektrischen Überschlag bereitstellt.Against this background, it can be considered an object of the present invention to provide a circuit breaker which provides less risk of electrical flashover.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen verkörpert werden.The object of the present invention is solved by the subject matter of the independent claims, wherein advantageous embodiments are embodied in the dependent claims.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Leistungsschalter bereitgestellt mit einem einen Schaltkammergasraum umschließenden Schaltkammergehäuse, einer ersten elektrischen Durchführung, einer ersten Schalterkontakteinheit, einer zweiten Schalterkontakteinheit und einer Schaltstrecke, wobei die erste elektrische Durchführung eine elektrische Verbindung zu der ersten elektrischen Schalterkontakteinheit bereitstellt, wobei die Schaltstrecke zwischen der ersten Schalterkontakteinheit und der zweiten Schalterkontakteinheit angeordnet ist, wobei die erste elektrische Durchführung lateral an dem Schalterkammergehäuse angeordnet ist, und wobei die erste Schalterkontakteinheit innerhalb des Schalterkammergehäuses lateral eine erste tragende Befestigung an der ersten elektrischen Durchführung aufweist.According to an exemplary embodiment of the invention, a circuit breaker is provided with a switching chamber housing enclosing a switching chamber gas space, a first electrical feedthrough, a first switch contact unit, a second switch contact unit and a switching path, the first electrical feedthrough providing an electrical connection to the first electrical switch contact unit Switching path between the first switch contact unit and the second switch contact unit is arranged, wherein the first electrical feedthrough is arranged laterally on the switch chamber housing, and wherein the first switch contact unit within the switch chamber housing laterally has a first supporting attachment to the first electrical feedthrough.
Auf diese Weise kann die erste Schalterkontakteinheit innerhalb des Schalterkammergehäuses ohne weitere tragende Isolationsteile bzw. ohne eine größere Anzahl von Isolationsteilen befestigt werden, wodurch sich die Anzahl der Isolationseinbauten in dem Leistungsschalter verringert. Jede Isolationseinrichtung in einem Leistungsschalter stellt potentiell eine Gefahr für einen elektrischen Oberflächendurchschlag dar, so dass ein Vermeiden oder Verringern von entsprechenden Einbauten die Durchschlagsfestigkeit des Leistungsschalters erhöht. Ferner können Komponenten eingespart werden, so dass ein geringerer Materialaufwand für den Leistungsschalter erreicht werden kann. Durch eine lateral an der ersten elektrischen Durchführung angeordnete tragende Befestigung kann an dieser Stelle sowohl die elektrische Zuleitung als auch die tragende Befestigung mittels eines einzigen Elementes realisiert werden, ohne die zwingende Notwendigkeit, weitere Stützisolatoren vorzusehen. Lateral bedeutet an dieser Stelle, umfangsseitig bezüglich der Längserstreckungsrichtung des Leistungsschalters. Der Leistungsschalter kann sowohl ein Hochspannungsleistungsschalter als auch ein Hochstromleistungsschalter sein.In this way, the first switch contact unit can be secured within the switch chamber housing without further supporting insulating parts or without a larger number of insulating parts, which reduces the number of insulation installations in the circuit breaker. Any isolation device in a circuit breaker potentially poses a risk of electrical surface breakdown, so avoiding or reducing corresponding internals increases the breakdown strength of the circuit breaker. Furthermore, components can be saved, so that a lower cost of materials for the circuit breaker can be achieved. By a laterally arranged on the first electrical feedthrough bearing attachment can be realized at this point both the electrical supply and the supporting attachment by means of a single element, without the compelling need to provide additional support insulators. Lateral means at this point, circumferentially with respect to the longitudinal direction of the circuit breaker. The circuit breaker may be both a high voltage circuit breaker and a high current circuit breaker.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Leistungsschalter ferner eine zweite elektrische Durchführung auf, wobei die zweite elektrische Durchführung lateral an dem Schalterkammergehäuse angeordnet ist und in die zweite elektrische Durchführung eine elektrische Verbindung zu der zweiten Schalterkontakteinheit bereitstellt.According to a further exemplary embodiment of the invention, the circuit breaker further comprises a second electrical feedthrough, the second electrical feedthrough being arranged laterally on the switch chamber housing and providing an electrical connection to the second switch contact unit in the second electrical feedthrough.
Auf diese Weise kann das Schalterkammergehäuse geerdet werden und sowohl die erste Schalterkontakteinheit als auch die zweite Schalterkontakteinheit auf einem von dem Potential des Schalterkammergehäuses verschiedenen Potential gehalten werden.In this way, the switch chamber housing can be grounded and both the first switch contact unit and the second switch contact unit are kept at a different potential from the potential of the switch chamber housing.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist die zweite Schalterkontakteinheit innerhalb des Schalterkammergehäuses lateral eine zweite tragende Befestigung an der zweiten elektrischen Durchführung auf.According to an exemplary embodiment of the invention, the second switch contact unit laterally has a second load-bearing attachment to the second electrical feedthrough within the switch chamber housing.
Auf diese Weise kann auch die zweite Schalterkontakteinheit tragend an der elektrischen Durchführung befestigt sein, so dass an der Durchführung sowohl die elektrische Kontaktierung als auch die tragende Befestigung innerhalb eines Elementes bzw. an einem Ort konzentriert erfolgen kann. Auf diese Weise können die beiden Schalterkontakteinheiten ausschließlich tragend an einer tragenden Befestigung an den beiden elektrischen Durchführungen befestigt sein. Ungeachtet dessen ist es jedoch möglich, wenn notwendig, weitere Stützisolatoren vorzusehen, wobei diese dann jedoch nicht das volle Gewicht und die vollen Kräfte aufnehmen müssen.In this way, the second switch contact unit can be fastened to the electrical feedthrough in a supporting manner, so that the feedthrough takes place Both the electrical contact and the supporting attachment can be concentrated within an element or in one place. In this way, the two switch contact units can be attached exclusively to a load-bearing attachment to the two electrical feedthroughs. Regardless, however, it is possible, if necessary, to provide additional support insulators, but these then do not have to take full weight and full forces.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Schaltstrecke ununterbrochen entlang ihres gesamten Umfangs bis zum Schalterkammergehäuse mit dem Schaltkammergasraum des Schalterkammergehäuses in Kommunikation.According to an exemplary embodiment of the invention, the switching path is uninterruptedly along its entire circumference to the switch chamber housing with the switching chamber gas chamber of the switch chamber housing in communication.
Auf diese Weise kann ein Schalterkammerisolator vermieden werden, der ansonsten die erste Schalterkontakteinheit und die zweite Schalterkontakteinheit gegeneinander positioniert und abstützt. Ein Schalterkammerisolator birgt durch seine Nähe zu den schalterkritischen Bereichen der Kontakte unter Umständen ein gewisses Isolationsrisiko mit sich und behindert zudem unter Umständen eine Wärmeabfuhr, so dass ein Weglassen eines Schaltkammerisolators diese Probleme überwindet.In this way, a switch chamber insulator can be avoided, which otherwise positions the first switch contact unit and the second switch contact unit against each other and supported. Due to its proximity to the switch-critical areas of the contacts, a switch chamber insulator may involve a certain risk of insulation and, under certain circumstances, may also hinder heat dissipation, so that omitting a switching chamber insulator overcomes these problems.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind die erste Schalterkontakteinheit, die Schaltstrecke und die zweite Schalterkontakteinheit entlang einer Längserstreckungsrichtung des Schalterkammergehäuses angeordnet, wobei der Leistungsschalter für einen Betrieb in horizontaler Lage der Längserstreckungsrichtung ausgelegt ist, bei welcher die Längserstreckungsrichtung im Wesentlichen orthogonal zur Wirkung der Erdanziehungskraft verläuft.According to an exemplary embodiment of the invention, the first switch contact unit, the contact gap and the second switch contact unit are arranged along a longitudinal extension direction of the switch chamber housing, wherein the circuit breaker is designed for operation in a horizontal position of the longitudinal extension direction, wherein the longitudinal extension direction is substantially orthogonal to the force of gravity ,
Auf diese Weise kann ein liegender Leistungsschalter bereitgestellt werden, bei dem die beiden Schalterkontakteinheiten entlang der Längserstreckungsachse verlaufen, so dass der Schalter mit einem Schalterkammergehäuse versehen werden kann, das relativ schmale Abmessungen aufweist.In this way, a horizontal circuit breaker can be provided, in which the two switch contact units extend along the longitudinal extension axis, so that the switch can be provided with a switch chamber housing having relatively narrow dimensions.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind die erste Durchführung und die zweite Durchführung bezüglich einer Längserstreckungsachse des Schalterkammergehäuses seitlich nach oben angeordnet.According to an exemplary embodiment of the invention, the first passage and the second passage are arranged laterally upward with respect to a longitudinal axis of the switch chamber housing.
Auf diese Weise kann, insbesondere bei einem Freiluftaufbau, eine günstige Zuleitung, insbesondere über eine Freileitungszuführung erreicht werden. Seitlich wird hier als radial zur Längserstreckungsrichtung verstanden, kann jedoch insbesondere auch geneigt zur Längserstreckungsrichtung sein. Insbesondere bei einer Anordnung von mehreren Leistungsschaltern nebeneinander kann dabei auch eine Neigung um die Längserstreckungsrichtung erfolgen, insbesondere bei den seitlichen Leistungsschaltern eine Anordnung mit mehreren Leistungsschaltern.In this way, in particular in an open-air structure, a favorable supply line, in particular via an overhead line feed can be achieved. Laterally is understood here as radial to the longitudinal direction, but may in particular also be inclined to the longitudinal direction. In particular, in an arrangement of several circuit breakers next to each other can also be made a tilt about the longitudinal direction, especially in the lateral circuit breakers an arrangement with multiple circuit breakers.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung trennt die erste Durchführung und/oder die zweite Durchführung den Schaltkammergasraum von einem ersten angrenzenden Gasraum bzw. einem zweiten angrenzenden Gasraum, wobei die erste Durchführung und/oder die zweite Durchführung einen den Schaltkammergasraum von dem ersten angrenzenden Gasraum bzw. dem zweiten angrenzenden Gasraum trennenden Schottisolator aufweist.According to an exemplary embodiment of the invention, the first passage and / or the second passage separates the switching chamber gas space from a first adjacent gas space and / or the second adjacent gas space, wherein the first passage and / or the second passage a the gas chamber from the first adjacent gas space or Having the second adjacent gas space separating bulkhead insulator.
Auf diese Weise kann der eigentliche Gasraum des Leistungsschalters verhältnismäßig klein gewählt werden, während beispielsweise ein angrenzender Gasraum der Durchführung mit dem Gasraum der Schalterkammer nicht verbunden ist. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn in dem Schaltkammergasraum und dem Gasraum der Durchführung unterschiedliche Gasdrücke herrschen. Insbesondere lässt sich auch ein separater Austausch des Gases nur im Schaltkammergasraum durchführen, wenn es etwa zu einem Schaltvorgang gekommen ist, der die Gasqualität beeinträchtigt.In this way, the actual gas space of the circuit breaker can be chosen to be relatively small, while, for example, an adjacent gas space of the implementation is not connected to the gas space of the switch chamber. This is particularly important if different gas pressures prevail in the switching chamber gas space and the gas space of the passage. In particular, a separate exchange of the gas can be carried out only in the switching chamber gas space, if it has come about as a switching operation that affects the gas quality.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist die erste tragende Befestigung und/oder die zweite tragende Befestigung eine lösbare Bolzenverbindung für eine tragende Aufnahme der ersten Schalterkontakteinheit bzw. der zweiten Schalterkontakteinheit auf.According to an exemplary embodiment of the invention, the first load-bearing attachment and / or the second load-bearing attachment on a releasable bolt connection for a supporting receiving the first switch contact unit and the second switch contact unit.
Auf diese Weise kann die erste Schalterkontakteinheit bzw. die zweite Schalterkontakteinheit ohne größeren Aufwand und Probleme von den Durchführungen abgekoppelt werden, um diese etwa entlang der Längserstreckungsachse zu demontieren bzw. zu montieren.In this way, the first switch contact unit or the second switch contact unit can be decoupled from the bushings without much effort and problems in order to disassemble or assemble them approximately along the longitudinal extension axis.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die erste Schalterkontakteinheit und/oder die zweite Schalterkontakteinheit an einer von der Schaltstrecke abgewandten Seite in Längserstreckungsrichtung des Schaltkammergehäuses gegenüber dem Schaltkammergehäuse mit einem Erdisolator abgestützt.According to an exemplary embodiment of the invention, the first switch contact unit and / or the second switch contact unit is supported on a side facing away from the switching path in the longitudinal direction of the switching chamber housing relative to the switching chamber housing with an earth insulator.
Auf diese Weise kann mit der vorgenannten Ausführungsform eine Stützung lediglich in der Längsachse erfolgen, so dass jedoch seitliche Abstützungen gegenüber dem Schalterkammergehäuse im Wesentlichen vermieden werden können. Da der kritische Bauraum sich eher seitlich als in die Länge erstreckt, ist es vorteilhaft, im seitlichen Bereich die Abstützungen zu vermeiden, die eventuell zu einer Verminderung der Isolationsfestigkeit seitlich gegenüber dem Schalterkammergehäuse führen können.In this way, with the aforementioned embodiment, a support only in the longitudinal axis, so that lateral supports against the switch chamber housing can be substantially avoided. Since the critical space extends laterally rather than in length, it is advantageous in the lateral area To avoid the supports, which may eventually lead to a reduction of the insulation strength laterally relative to the switch chamber housing.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die erste Schalterkontakteinheit und/oder die zweite Schalterkontakteinheit lateral gegenüberliegend von der ersten Durchführung bzw. der zweiten Durchführung gegenüber dem Schalterkammergehäuse mit einem Stützisolator abgestützt.According to an exemplary embodiment of the invention, the first switch contact unit and / or the second switch contact unit is supported laterally opposite the first feedthrough or the second feedthrough with respect to the switch chamber housing with a support insulator.
Eine derartige zusätzliche Abstützung mit einem Stützisolator gegenüberliegend der ersten Durchführung bzw. der zweiten Durchführung kann insbesondere bei relativ großen Komponenten von Bedeutung sein, bei denen verhältnismäßig große Gewichtskräfte gegenüber dem Schalterkammergehäuse abgestützt werden müssen. Darüber hinaus kann die tragende Befestigung beispielsweise mit einem Freiheitsgrad versehen werden, so dass die entsprechende Schalterkontakteinheit über den Stützisolator trotzdem definiert gegenüber dem Schalterkammergehäuse festgelegt wird. Auch bei einem Vorsehen einer nicht tragenden Befestigung an der Durchführung, etwa einer flexiblen Zuleitung, kann durch einen Stützisolator eine ordnungsgemäße Positionierung der jeweiligen Schalterkontakteinheit gegenüber dem Schalterkammergehäuse erfolgen. Ein Erdisolator und/oder ein Stützisolator können beispielsweise ein Polymerharz, insbesondere aus einem Epoxydharz, einem Polyurethanharz oder einem Phenolharz aufweisen oder aus diesen Materialien gefertigt sein und ggf. mit einer Struktureinlage, insbesondere einem faserverstärktem Kunststoff verstärkt sein.Such additional support with a support insulator opposite the first implementation or the second implementation may be particularly important for relatively large components in which relatively large weight forces must be supported against the switch chamber housing. In addition, the load-bearing attachment may, for example, be provided with one degree of freedom, so that the corresponding switch contact unit is nevertheless defined in a defined manner relative to the switch chamber housing via the support insulator. Even with a provision of a non-supporting attachment to the implementation, such as a flexible supply line, a proper positioning of the respective switch contact unit with respect to the switch chamber housing can be done by a support insulator. An earth insulator and / or a support insulator may comprise, for example, a polymer resin, in particular an epoxy resin, a polyurethane resin or a phenolic resin, or may be made of these materials and possibly reinforced with a structural insert, in particular a fiber-reinforced plastic.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die erste tragende Befestigung, die zweite tragende Befestigung, die Schalterkammerisolationsanordnung und/oder der Stützisolator zur thermischen Ausdehnung einen Freiheitsgrad in einer Längserstreckungsrichtung des Schalterkammergehäuses auf.According to an exemplary embodiment of the invention, the first supporting fixture, the second supporting fixture, the switch chamber insulation assembly and / or the thermal expansion post insulator have a degree of freedom in a longitudinal direction of the switch chamber housing.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine gasisolierte Schaltanlage bereitgestellt mit wenigstens drei erfindungsgemäßen Leistungsschaltern, wobei die Leistungsschalter jeweils einphasig gekapselte Leistungsschalter sind.According to an exemplary embodiment of the invention, a gas-insulated switchgear is provided with at least three circuit breakers according to the invention, the circuit breakers each being single-phase encapsulated circuit breakers.
Es sollte bemerkt werden, dass sich die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung gleichermaßen auf den Leistungsschalter als auch die gasisolierte Schaltanlage beziehen.It should be noted that the embodiments of the invention described below relate equally to the power switch and the gas-insulated switchgear.
Einzelne Merkmale können selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.Of course, individual features can also be combined with one another, which in some cases can also produce advantageous effects that go beyond the sum of the individual effects.
Diese und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die Bezugnahme auf die hiernach beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen erläutert und verdeutlicht.These and other aspects of the present invention are illustrated and clarified by reference to the exemplary embodiments hereinafter described.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Beispielhafte Ausführungsformen werden im Folgenden mit Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben.Exemplary embodiments will be described below with reference to the following drawings.
DETAILIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS
Es sei angemerkt, dass der Begriff „umfassen” weitere Elemente oder Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie die Begriffe „ein” und „eine” mehrere Elemente und Schritte nicht ausschließen.It should be noted that the term "comprising" does not exclude other elements or method steps, just as the terms "a" and "an" do not preclude a plurality of elements and steps.
Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird.The reference numerals used are for convenience of reference only and are not to be considered as limiting, the scope of the invention being indicated by the claims.
Claims (12)
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DE201010029440 DE102010029440A1 (en) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | Power switch i.e. single-phase encapsulated circuit breaker, for gas insulated switchgear, has switch contact units comprising fasteners at electrical feedthroughs, where switching section is arranged between contact units |
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Legal Events
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