DE102013224834A1

DE102013224834A1 - AC load disconnect switch for overhead lines of a traction power supply network and method for operating an AC load break switch

Info

Publication number: DE102013224834A1
Application number: DE102013224834.2A
Authority: DE
Inventors: Andre Dölling; Sonja Leistner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2015-06-11
Also published as: WO2015082306A1

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Wechselspannungslasttrennschalter (20, 30) für Fahrleitungen eines Bahnstromversorgungsnetzes
mit einem ersten Hauptkontakt (9) und einem bewegbaren zweiten Hauptkontakt (6), wobei der bewegbare zweite Hauptkontakt (6) zur Herstellung einer Luftstrecke von dem ersten Hauptkontakt (9) weg bewegbar ist, und
mit einer Vakuumschalteinrichtung (25), die mittels einer Betätigungsanordnung (22, 23) in Abhängigkeit von der Position des bewegbaren zweiten Hauptkontakts (6) vor dem Trennen der Hauptkontakte (6, 9) nicht-leitend und nach dem Schließen der Hauptkontakte (6, 9) leitend schaltbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vakuumschalteinrichtung (25) direkt im Strompfad der Hauptkontakte (6, 9) angeordnet ist.
Weiterhin ist ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters Gegenstand der Erfindung. The subject matter of the present invention is an AC load disconnector (20, 30) for overhead lines of a traction power supply network
with a first main contact (9) and a movable second main contact (6), wherein the movable second main contact (6) for making an air gap of the first main contact (9) is movable away, and
with a vacuum switching device (25) which by means of an actuating arrangement (22, 23) in dependence on the position of the movable second main contact (6) before disconnecting the main contacts (6, 9) non-conductive and after closing the main contacts (6, 9) is conductively switchable,
characterized in that
the vacuum switching device (25) is arranged directly in the current path of the main contacts (6, 9).
Furthermore, a method for operating an AC load break switch according to the invention is the subject of the invention.

Description

Die Erfindung betrifft das technische Gebiet von Wechselspannungslasttrennschaltern für Fahrleitungen eines Bahnstromversorgungsnetzes mit einem ersten Hauptkontakt und einem bewegbaren zweiten Hauptkontakt, bei denen der bewegbare zweite Hauptkontakt zur Herstellung einer Luftstrecke von dem ersten Hauptkontakt weg bewegbar ist. The invention relates to the technical field of AC load disconnectors for overhead lines of a traction power supply network having a first main contact and a movable second main contact, in which the movable second main contact for producing an air gap of the first main contact is movable away.

Seit langem ist bekannt, dass das Löschen von Lichtbögen bei Abschaltung von Betriebs- und Kurzschlussströmen in Wechselspannungsschaltanlagen beim natürlichen Nulldurchgang der Wechselspannung in Vakuumschaltkammern erfolgen kann. It has long been known that the erasure of electric arcs when switching off operating and short-circuit currents in AC voltage switchgears can take place at the natural zero crossing of the AC voltage in vacuum interrupters.

Es sind aus der Produktbroschüre „Driescher Freiluft Schaltgeräte für Bahnanlagen“ der Elektrotechnische Werke Fritz Driescher & Söhne GmbH in Moosburg, Bestellnummer 3-8177680.10-09, Broschürennummer 768, Freiluft-Strecken-Wechselspannungslasttrennschalter für Bahnanlagen der Baureihe FLa 15/97 bekannt, bei denen eine Vakuumschaltkammer im Nebenschluss zu den Hauptkontakten angeordnet ist. Auf einem bewegbaren zweiten Hauptkontakt ist ein zweiter Hilfskontakt vorgesehen, der im geschlossenen Zustand des Lasttrennschalters mittels einer Betätigungsmechanik in einen am ersten Hauptkontakt angeordneten ersten Hilfskontakt eingreift und bewirkt, dass die Vakuumschaltkammer stromlos geschaltet ist und nur die Hauptkontakte stromführend sind. Beim Trennen der Hauptkontakte wird die Vakuumschaltkammer und damit der Nebenschluss mittels der Betätigungsmechanik stromführend geschaltet, so dass der Strom über die Vakuumschaltkammer und die Hilfskontakte fließt. Ist durch das Wegbewegen des bewegbaren zweiten Hauptkontakts vom ersten Hauptkontakt eine Lufttrennstrecke ausgebildet, so bewirkt der mitgeführte zweite Hilfskontakt mittels der Betätigungsmechanik, dass die Vakuumschaltkammer nicht-leitend geschaltet und der Stromfluss über den Lasttrennschalter somit unterbrochen wird. Anschließend wird durch weiteres Wegbewegen des bewegbaren zweiten Hauptkontakts vom ersten Hauptkontakt auch der Kontakt zwischen den Hilfskontakten unterbrochen und eine ausreichend große Luftrennstrecke für eine sichere Abschaltung des Lasttrennschalters ausgebildet; der Stromfluss wird folglich ohne Lichtbogenbildung getrennt (vgl. Produktbroschüre Seite 4 „Funktionsweise“ und beiliegende 1). In entsprechender Weise wird der Einschaltvorgang des Lasttrennschalters durch Kontaktbildung zwischen den Hilfskontakten, Leitend-schalten der Vakuumschaltkammer und Schließen der Hauptkontakte vorgenommen. They are from the Product brochure "Driescher Freiluft Schaltgeräte für Bahnanlagen" of the Elektrotechnische Werke Fritz Driescher & Söhne GmbH in Moosburg, order number 3-8177680.10-09, brochure number 768, outdoor AC voltage disconnect switch for railway systems of the FLa 15/97 series known, in which a vacuum interrupter chamber is arranged in shunt to the main contacts. On a movable second main contact, a second auxiliary contact is provided, which engages in the closed state of the circuit breaker by means of an actuating mechanism arranged in a first main contact first auxiliary contact and causes the vacuum interrupter chamber is de-energized and only the main contacts are energized. When disconnecting the main contacts, the vacuum interrupter chamber and thus the shunt by means of the actuating mechanism is energized, so that the current flows through the vacuum interrupter chamber and the auxiliary contacts. Is formed by moving away the movable second main contact from the first main contact an air separation path, the entrained second auxiliary contact causes by means of the actuating mechanism that the vacuum switching chamber is switched non-conductive and the current flow through the load disconnector is thus interrupted. Subsequently, by further moving away the movable second main contact from the first main contact and the contact between the auxiliary contacts is interrupted and formed a sufficiently large air separation path for a safe shutdown of the circuit breaker; the current flow is therefore separated without arcing (see product brochure page 4 "Functioning" and enclosed) 1 ). In a corresponding manner, the switch-on of the load-break switch is made by contact between the auxiliary contacts, Leit-turn the vacuum interrupter chamber and closing the main contacts.

Bei bekannten Freiluft-Lasttrennschaltern müssen vergleichsweise hohe Schaltkräfte zum Bewegen des zweiten Hauptkontakts bereit gestellt werden. Außerdem entstehen bei widrigen Umgebungsbedingungen wie etwa Eis und Schnee schlechte Kontaktverhältnisse für die Hilfskontakte und die Betätigungsmechanik, was einen sicheren und zuverlässigen Schalterbetrieb erschwert. Zusätzlich ist die Ausschalt- und Kurzschlusseinschaltstrombelastbarkeit des Lasttrennschalters durch die Stromfestigkeit der Betätigungsmechanik und der Hilfskontakte vorgegeben. Für eine Erhöhung der Ausschalt- und Kurzschlusseinschaltstrombelastbarkeit des Lasttrennschalters muss mehr Material für die Betätigungsmechanik und die Hilfskontakte verwendet und durch einen Schalterantrieb bewegt werden, was den Lasttrennschalter vergleichsweise schwerer und teurer in der Herstellung und im Betrieb macht. In known outdoor circuit breakers comparatively high switching forces must be provided for moving the second main contact. In addition, in adverse environmental conditions such as ice and snow bad contact conditions for the auxiliary contacts and the actuating mechanism, which makes safe and reliable switch operation difficult. In addition, the switch-off and short-circuit on-load capacity of the switch-disconnector is determined by the current-carrying capacity of the actuating mechanism and the auxiliary contacts. To increase the switch-off and short-circuit on-load capacity of the switch-disconnector, more material must be used for the actuation mechanism and the auxiliary contacts and moved by a switch drive, making the switch-disconnector comparatively heavier and more expensive to manufacture and operate.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Wechselspannungslasttrennschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereit zu stellen, insbesondere einen vergleichsweise einfachen, sicheren und zuverlässigen Wechselspannungslasttrennschalter anzugeben. It is the object of the invention to provide an AC load disconnect switch according to the preamble of claim 1, in particular to provide a comparatively simple, safe and reliable AC load disconnector.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Wechselspannungslasttrennschalter gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters gemäß Anspruch 15. The invention solves this problem by an AC load disconnector according to claim 1 and a method for operating an AC load disconnector according to the invention according to claim 15.

Dadurch, dass beim erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalter die Vakuumschalteinrichtung direkt im Strompfad der Hauptkontakte angeordnet ist, entfällt der bisher im Stand der Technik vorgesehene Strombypass mittels Hilfskontakten. Dies ist vorteilhaft, weil durch den Wegfall von Hilfskontakten der Wechselspannungslasttrennschalter unempfindlicher gegenüber Witterungseinflüssen, insbesondere Eis und Schnee, ist. Ein weiterer Vorteil ist es, dass die Vakuumschalteinrichtung nicht für auftretende Blitzstoßspannungen dimensioniert werden muss, da die Isolation einerseits gegen Erde über Isolatoren und andererseits durch die Luftstrecke zwischen den Hauptkontakten am festen und beweglichen Schaltkontakt gegeben ist. Hierdurch werden in der Herstellung und im Betrieb Kosten eingespart. Vakuumschalteinrichtungen, die für auftretende Kurzschlussströme bis 40 kA und einem bis zu 2,5-fachen Stoßstrom ausgelegt sind, sind heute beispielsweise aus am Markt verfügbaren Wechselstromleistungsschaltern bekannt und können vorteilhafterweise im erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalter verwendet werden. Die bisher im Stand der Technik verwendeten Vakuumschalteinrichtungen weisen dagegen üblicherweise Kurzschlussstromfestigkeiten bis ca. 20 kA und maximal 50 kA Stoßstromfestigkeit auf. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters ist es, dass die Ausschalt- und Kurzschlusseinschaltstrombelastbarkeit nicht mehr durch die im Stand der Technik verwendeten Hilfskontakte begrenzt wird, sondern vielmehr durch die Verwendung der Vakuumschalteinrichtung direkt im Strompfad der Hauptkontakte durch die Gesamtstrombelastbarkeit des Wechselspannungslasttrennschalters gegeben ist. Due to the fact that the vacuum switching device according to the invention is arranged directly in the current path of the main contacts, the current-bypass provided by the prior art by means of auxiliary contacts is eliminated. This is advantageous because the elimination of auxiliary contacts, the AC load disconnect switch is less sensitive to weather conditions, especially ice and snow. Another advantage is that the vacuum switching device does not have to be dimensioned for occurring lightning impulse voltages, since the isolation is given on the one hand to earth via insulators and on the other hand by the air gap between the main contacts on the fixed and movable switching contact. As a result, costs are saved in the production and operation. Vacuum switching devices that are designed for occurring short-circuit currents up to 40 kA and up to 2.5-fold surge current, are known today, for example, available on the market AC circuit breakers and can be advantageously used in AC voltage disconnect switch according to the invention. In contrast, the vacuum switching devices hitherto used in the prior art usually have short circuit current strengths up to about 20 kA and a maximum of 50 kA surge current resistance. A further advantage of the AC load circuit breaker according to the invention is that the turn-off and short-circuit on-load capacity is no longer due to the auxiliary contacts used in the prior art is limited, but rather is given by the use of the vacuum switching device directly in the current path of the main contacts by the total current carrying capacity of the AC load circuit breaker.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters umfasst die Betätigungsanordnung einen Vakuumschalteinrichtungsbetätiger, der zur mechanischen Betätigung der Vakuumschalteinrichtung ausgebildet ist. Dies ist vorteilhaft, weil durch den Vakuumschalteinrichtungsbetätiger die Vakuumschalteinrichtung betätigt werden kann, ohne elektrisch in die Umgebung der Vakuumschalteinrichtung eingreifen zu müssen. Dies erhöht die Sicherheit des erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters. In a preferred embodiment of the AC load disconnect switch according to the invention, the actuation arrangement comprises a vacuum switch actuator, which is designed for the mechanical actuation of the vacuum switch device. This is advantageous because the vacuum switching device can be actuated by the vacuum switch actuator without having to intervene electrically in the environment of the vacuum switch device. This increases the security of the AC load circuit breaker according to the invention.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters ist der Vakuumschalteinrichtungsbetätiger im Wesentlichen stabförmig ausgebildet. Dies ist vorteilhaft, weil der Vakuumschalteinrichtungsbetätiger die Vakuumschalteinrichtung über eine vergleichsweise große Distanz betätigen muss. In a further preferred embodiment of the AC load circuit breaker according to the invention, the vacuum switch actuator is designed substantially rod-shaped. This is advantageous because the vacuum switch actuator must operate the vacuum switch over a comparatively large distance.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters ist der Vakuumschalteinrichtungsbetätiger innerhalb eines den ersten Hauptkontakt und die Vakuumschaltkammer tragenden Hohlisolators geführt. Durch diese indirekte Anlenkung der Vakuumschalteinrichtung im geschützten Hohlisolator ist der Vakuumschalteinrichtungsbetätiger sowohl vor den Umweltbedingungen als auch vor elektrischen Einflüssen geschützt, was die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Wechselspannungslasttrennschalters erhöht. In another preferred embodiment of the AC load break switch according to the invention, the vacuum switch actuator is guided inside a hollow insulator carrying the first main contact and the vacuum interrupter chamber. By this indirect articulation of the vacuum switching device in the protected hollow insulator of Vakuumschalteinrichtungsbetätiger is both protected from environmental conditions and from electrical influences, which increases the safety and reliability of the AC load break switch.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Wechselspannungslasttrennschalters umfasst der Vakuumschalteinrichtungsbetätiger ein nichtleitendes Material. Dies ist von Vorteil, weil das Einbringen eines elektrisch leitenden Materials in die Umgebung der Vakuumschalteinrichtung zu vermeiden ist, um die Kurzschlussfestigkeit des Wechselspannungslasttrennschalters zu erhöhen. In a further preferred embodiment of the AC load break switch, the vacuum switch actuator comprises a non-conductive material. This is advantageous because the introduction of an electrically conductive material into the environment of the vacuum switch device is to be avoided in order to increase the short circuit strength of the AC load break switch.

In einer bevorzugten Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters umfasst das nichtleitende Material einen Glasfaserwerkstoff. Die Verwendung eines Glasfaserwerkstoffs ist vorteilhaft, weil Glasfaserwerkstoffe lang erprobt und günstig in der Herstellung sind. In a preferred embodiment of the aforementioned embodiment of the AC load circuit breaker according to the invention, the non-conductive material comprises a glass fiber material. The use of a glass fiber material is advantageous because glass fiber materials have long been tested and are inexpensive to produce.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters weist die Betätigungsanordnung eine Hubeinrichtung auf, die für ein Bewegen des Vakuumschalteinrichtungsbetätigers vorgesehen ist. Dies ist vorteilhaft, weil mittels der Hubeinrichtung über eine weite Distanz die Vakuumschalteinrichtung betätigt werden kann. In another preferred embodiment of the AC load disconnect switch according to the invention, the actuation arrangement comprises a lifting device which is provided for moving the vacuum switch actuator. This is advantageous because by means of the lifting device over a long distance the vacuum switching device can be actuated.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters ist eine Sensoreinrichtung zum Feststellen der Position des bewegbaren zweiten Hauptkontakts vorgesehen, die zur Übermittlung der festgestellten Position an die Betätigungsanordnung ausgebildet ist. Dies ist vorteilhaft, weil durch die Feststellung der Position des bewegbaren zweiten Hauptkontakts stets der aktuelle Schaltzustand des Wechselspannungslasttrennschalters ermittelbar ist. In another preferred embodiment of the AC load circuit breaker according to the invention a sensor device for detecting the position of the movable second main contact is provided, which is designed to transmit the detected position to the actuating arrangement. This is advantageous because the determination of the position of the movable second main contact always the current switching state of the AC load circuit breaker is determined.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters ist eine Notfallstromversorgung vorgesehen, um den Wechselspannungslasttrennschalter bei Ausfall des Bahnstromversorgungsnetzes sicher abschalten zu können. Dies ist ein Vorteil, weil elektrische Komponenten, wie beispielsweise eine Sensoreinrichtung oder eine Hubeinrichtung, auch bei Ausfall des Bahnstromversorgungsnetzes eine Energieversorgung benötigen, damit eine entsprechende Abschaltung des Wechselspannungslasttrennschalters mit einer ausreichenden Lufttrennstrecke zwischen den Hauptkontakten sichergestellt werden kann. In a further preferred embodiment of the AC load circuit breaker according to the invention an emergency power supply is provided in order to safely switch off the AC load disconnector in case of failure of the traction power supply network can. This is an advantage because electrical components, such as a sensor device or a lifting device, even in case of failure of the traction power supply network require a power supply, so that a corresponding shutdown of the AC load circuit breaker can be ensured with a sufficient air separation distance between the main contacts.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters umfasst die Sensoreinrichtung einen Drehwinkelsensor. Der Drehwinkelsensor kann beispielsweise bei einem Wechselspannungslasttrennschalter mit einem kippbaren zweiten Hauptkontakt im Kipppunkt angeordnet sein. In einem solchen Fall wird durch den Drehwinkelsensor der Schaltzustand des Wechselspannungslasttrennschalters sicher erkannt, ohne dass eine elektrische Komponente wie die Sensoreinrichtung in die direkte Umgebung des bewegbaren zweiten Hauptkontakts eingebracht werden muss. Dies erhöht die Sicherheit des Wechselspannungslasttrennschalters, was vorteilhaft ist. In a further preferred embodiment of the AC load circuit breaker according to the invention, the sensor device comprises a rotation angle sensor. The rotation angle sensor can be arranged in the tipping point, for example, in an AC load disconnector with a tiltable second main contact. In such a case, the switching state of the AC load break switch is surely detected by the rotation angle sensor without having to insert an electrical component such as the sensor device in the direct vicinity of the movable second main contact. This increases the safety of the AC load break switch, which is advantageous.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters ist der Drehwinkelsensor ein elektrischer Drehwinkelsensor ist. In a further preferred embodiment of the AC load circuit breaker according to the invention, the rotational angle sensor is an electrical rotational angle sensor.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters wirkt der Drehwinkelsensor mit einer elektrisch betriebenen Betätigungsanordnung zusammen. In another preferred embodiment of the AC load disconnect switch according to the invention, the rotation angle sensor cooperates with an electrically operated actuation arrangement.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters ist der Drehwinkelsensor ein mechanischer Drehwinkelsensor. In a further preferred embodiment of the invention AC load break switch, the rotation angle sensor is a mechanical rotation angle sensor.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters ist eine Mechanik vorgesehen, mittels der eine Bewegung des mechanischen Drehwinkelsensors an eine Bewegung des Vakuumschalteinrichtungsbetätigers koppelbar ist. Dies ist vorteilhaft, weil keine elektrischen Komponenten benötigt werden, um die Position des bewegbaren zweiten Hauptkontakts festzustellen und in Abhängigkeit von der festgestellten Position mittels des Vakuumschalteinrichtungsbetätigers die Vakuumschalteinrichtung zu schalten. Dadurch ist der Wechselspannungslasttrennschalter ohne elektrische Stromversorgung stets derart schaltbar, dass bei einem Trennen der Hauptkontakte zuvor die Vakuumschalteinrichtung nichtleitend geschaltet wird und somit das Ausbilden eines Lichtbogens vermieden wird. Denkbar ist es auch, die Mechanik als zusätzliches, redundantes System einzusetzen, und gleichzeitig eine Sensoreinrichtung und eine Hubeinrichtung zu verwenden. In another preferred embodiment of the AC load circuit breaker according to the invention a mechanism is provided, by means of which a movement of the mechanical rotation angle sensor can be coupled to a movement of the Vakuumschalteinrichtungsbetätigers. This is advantageous because no electrical components are needed to detect the position of the movable second main contact and to switch the vacuum switching device in response to the detected position by means of the vacuum switch actuator. As a result, the AC load disconnector without electric power supply is always switched so that when a separation of the main contacts previously the vacuum switching device is switched non-conductive and thus the formation of an arc is avoided. It is also conceivable to use the mechanism as an additional, redundant system, and to use a sensor device and a lifting device at the same time.

In einer bevorzugten Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters weist die Mechanik ein Gestänge auf. Dies ist vorteilhaft, weil durch ein Gestänge besonders einfach die Bewegung des bewegbaren zweiten Hauptkontakts an eine Bewegung des Vakuumschalteinrichtungsbetätigers koppelbar ist. In a preferred embodiment of the aforementioned embodiment of the invention AC load circuit breaker, the mechanism on a linkage. This is advantageous because the movement of the movable second main contact can be coupled to a movement of the vacuum switch actuator particularly easily by means of a linkage.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters ist die Mechanik witterungseinflussunabhängig innerhalb des Wechselspannungslasttrennschalters angeordnet. Dies ist dadurch vorteilhaft, dass eine innen liegende Mechanik Witterungseinflüssen und Blitzschlag nicht ausgesetzt ist, was die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Wechselspannungslasttrennschalters erhöht. In a further preferred embodiment of the AC load circuit breaker according to the invention, the mechanism is arranged weather-independent independent within the AC load circuit breaker. This is advantageous in that an internal mechanism is not exposed to the effects of the weather and lightning, which increases the safety and reliability of the AC load break switch.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters ist die Mechanik innerhalb einer Schalterkonsole angeordnet, auf der alle Komponenten des Lasttrennschalters angebracht sind. Dies ist eine Vorteil, weil eine solche Bauform besonders einfach herzustellen ist. In a further preferred embodiment of the AC load circuit breaker according to the invention, the mechanism is arranged within a switch console on which all components of the circuit breaker are mounted. This is an advantage because such a design is particularly easy to manufacture.

Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters, bei dem zum Abschalten des Wechselspannungslasttrennschalters der bewegbare zweite Hauptkontakt von dem ersten Hauptkontakt weg bewegt wird und vor Trennung der leitenden Verbindung der Hauptkontakte die Vakuumschalteinrichtung nichtleitend geschaltet wird, so dass die Hauptkontakte stromlos geschaltet werden, und zum Einschalten des Wechselspannungslasttrennschalters der bewegbare zweite Hauptkontakt zu dem ersten Hauptkontakt hin bewegt wird und nach dem Schließen der leitenden Verbindung der Hauptkontakte die Vakuumschalteinrichtung leitend geschaltet wird, so dass die Hauptkontakte stromführend geschaltet werden. Es ergeben sich sinngemäß die gleichen Vorteile wie eingangs für den erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalter beschrieben. Furthermore, the subject matter of the invention is a method for operating an AC load disconnector according to the invention, in which the second main contact is moved away from the first main contact to switch off the AC load disconnector and the vacuum switching device is disconnected before separation of the conductive connection of the main contacts, so that the main contacts are de-energized and, to turn on the AC load break switch, the movable second main contact is moved toward the first main contact, and after closing the conductive connection of the main contacts, the vacuum switching device is turned on, so that the main contacts are energized. It follows mutatis mutandis, the same advantages as described above for the AC load disconnect switch according to the invention.

Es zeigen in vereinfachter schematischer Darstellung die In a simplified schematic representation of the show

1 einen bekannten Wechselspannungslasttrennschalter und 1 a known AC load break switch and

2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters und 2 a first embodiment of an AC load circuit breaker according to the invention and

3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wechselspannungslasttrennschalters. 3 A second embodiment of an AC load circuit breaker according to the invention.

In der 1 ist ein Freiluft-Strecken-Lasttrennschalter für Bahnanlagen abgebildet, dessen prinzipieller Aufbau dem Fachmann beispielsweise aus der eingangs erwähnten Produktbroschüre „Driescher Freiluft Schaltgeräte für Bahnanlagen“ bekannt ist. Der Wechselspannungslasttrennschalter 1 ist auf einer Schalterkonsole 2 montiert, auf dem ein Grundsockel 3 angebracht ist. Auf dem Grundsockel 3 ist ein Isolator 10 angebracht, an dessen oberen Ende ein erster Hauptkontakt 9 vorgesehen ist. Der erste Hauptkontakt 9 ist über einen Anschluss 11 an ein Bahnstromversorgungsnetz anschließbar. Auf dem ersten Hauptkontakt 9 ist im Nebenschluss eine Schaltkammer 12 angeordnet, in der eine nicht gezeigte Vakuumschaltkammer angebracht ist, deren Schaltzustand mittels eines mechanisch bewegbaren ersten Hilfskontakts 14 schaltbar ist. Der erste Hilfskontakt 14 ist als eine Gabel 13 für eine mechanische Anlenkung der Vakuumschaltkammer ausgebildet. Weiterhin ist auf dem Grundsockel 3 ein bewegbarer zweiter Hauptkontakt 6 vorgesehen, der über einen Isolator 5 auf einem abkippbaren Grundelement 4 montiert ist. Auf dem zweiten Hauptkontakt 6 ist ein zweiter Hilfskontakt 7 mit einer Kontaktkugel 8 angeordnet, der zum Eingriff in den und mechanischen Anlenkung des ersten Hilfskontakts 14 vorgesehen ist. In the 1 is an open-circuit load disconnector for railway systems shown, the basic structure of which is known in the art, for example from the product brochure mentioned at the beginning "Driescher Freiluft Schaltgeräte für Bahnanlagen". The AC load disconnector 1 is on a switch console 2 mounted, on which a basic pedestal 3 is appropriate. On the ground floor 3 is an insulator 10 attached, at its upper end a first main contact 9 is provided. The first main contact 9 is about a connection 11 connectable to a traction power supply network. On the first main contact 9 is in shunt a switching chamber 12 arranged in which a vacuum interrupter chamber, not shown, is mounted, whose switching state by means of a mechanically movable first auxiliary contact 14 is switchable. The first auxiliary contact 14 is as a fork 13 designed for mechanical articulation of the vacuum interrupter chamber. Furthermore, on the basic base 3 a movable second main contact 6 provided by an isolator 5 on a tiltable basic element 4 is mounted. On the second main contact 6 is a second auxiliary contact 7 with a contact ball 8th arranged, for engaging in and mechanical linkage of the first auxiliary contact 14 is provided.

Im Folgenden soll nun kurz auf die Funktionsweise des bekannten Wechselspannungslasttrennschalters 1 eingegangen werden. The following will now briefly on the operation of the known AC load circuit breaker 1 To be received.

Im geschlossenen Zustand des Wechselspannungslasttrennschalters 1 greift der zweite Hauptkontakt 6 in die Gabel des ersten Hauptkontakts 9 ein. Der zweite Hilfskontakt 7 greift in den ersten Hilfskontakt 14 ein und schaltet diesen mechanisch dahingehend, dass der Nebenschluss über die nicht gezeigte Vakuumschaltkammer, den ersten Hilfskontakt 14 und den zweiten Hilfskontakt 7 stromlos geschaltet ist. Dann fließt ein Strom nur über die Hauptkontakte 6, 9. In the closed state of the AC load break switch 1 the second one intervenes main contact 6 into the fork of the first main contact 9 one. The second auxiliary contact 7 accesses the first auxiliary contact 14 and mechanically switches this to the effect that the shunt on the vacuum switching chamber, not shown, the first auxiliary contact 14 and the second auxiliary contact 7 is switched off. Then a current flows only through the main contacts 6 . 9 ,

Beim Trennen der Hauptkontakte 6, 9 wird der Nebenschluss mittels der Betätigungsmechanik stromführend geschaltet, so dass der Strom über die Vakuumschaltkammer und die Hilfskontakte 7, 14 fließt. Ist durch das Wegbewegen des bewegbaren zweiten Hauptkontakts 6 vom ersten Hauptkontakt 9 eine Luft trennstrecke ausgebildet, so bewirkt der mechanisch mitgeführte zweite Hilfskontakt 7 mittels der Betätigungsmechanik, dass die Vakuumschaltkammer nichtleitend geschaltet und der Stromfluss über den Lasttrennschalter somit ohne Lichtbogenbildung unterbrochen wird. When disconnecting the main contacts 6 . 9 the shunt is energized by means of the actuating mechanism, so that the current through the vacuum interrupter chamber and the auxiliary contacts 7 . 14 flows. Is by moving away the movable second main contact 6 from the first main contact 9 formed an air separation path, so causes the mechanically entrained second auxiliary contact 7 by means of the actuating mechanism that the vacuum interrupter chamber is switched non-conductive and the current flow through the load-break switch is thus interrupted without arcing.

In entsprechender Weise wird der Einschaltvorgang des Wechselspannungslasttrennschalters 1 durch Kontaktbildung zwischen den Hilfskontakten 7, 14, Leitend-schalten der Vakuumschaltkammer und Schließen der Hauptkontakte 6, 9 ohne Lichtbogenbildung vorgenommen. Similarly, the turn-on of the AC load circuit breaker 1 by contact formation between the auxiliary contacts 7 . 14 , Leading the vacuum interrupter chamber and closing the main contacts 6 . 9 made without arcing.

In der 2 sind gleich Bauteile wie in der 1 mit den gleichen Bezugszeichen angegeben. In Abweichung zur 1 sind keine Hilfskontakte vorgesehen. Es ist ein Drehwinkelsensor 24 im Kipppunkt des bewegbaren zweiten Hauptkontakts 6 angebracht, der über eine nicht dargestellte Kommunikationsverbindung mit einer Hubeinrichtung 23 verbunden ist. Die Hubeinrichtung 23 ist als ein Hubmagnet mit integrierter Kontrolleinrichtung ausgebildet, der in Abhängigkeit vom übermittelten Drehwinkel und damit dem Schaltzustand des Wechselspannungslasttrennschalters einen Vakuumschalteinrichtungsbetätiger 22 betätigt. Der Vakuumschalteinrichtungsbetätiger 22 ist ein aus Glasfaserwerkstoff bestehender Stab, der innerhalb eines Hohlraums in einem Isolator 16 zur Vakuumschalteinrichtung 25 geführt wird und dort mechanisch die Vakuumschalteinrichtung 25 ein- bzw. ausschalten kann. Die Vakuumschalteinrichtung 25 ist innerhalb der Schaltkammer 12 direkt im Strompfad zwischen dem Anschluss 11 und dem ersten Hauptkontakt 9 angeordnet. In the 2 are the same components as in the 1 indicated by the same reference numerals. In deviation to 1 No auxiliary contacts are provided. It is a rotation angle sensor 24 in the tipping point of the movable second main contact 6 attached, which via a communication connection, not shown, with a lifting device 23 connected is. The lifting device 23 is designed as a solenoid with integrated control device which, depending on the transmitted rotation angle and thus the switching state of the AC load circuit breaker a Vakuumschalteinrichtungsbetätiger 22 actuated. The vacuum switch actuator 22 is a rod made of fiberglass material, which is inside a cavity in an insulator 16 to the vacuum switching device 25 is guided and there mechanically the vacuum switching device 25 can switch on or off. The vacuum switching device 25 is inside the switching chamber 12 directly in the current path between the connection 11 and the first main contact 9 arranged.

In der 3 sind gleich Bauteile wie in den 1 und 2 mit den gleichen Bezugszeichen angegeben. Es ist eine andere Möglichkeit zur Betätigung der Vakuumschalteinrichtung 25 als in der 2 angegeben. Es ist ein Gestänge 31 vorhanden, mittels dessen eines Bewegung des bewegbaren zweiten Hauptkontakts 6 am Kipppunkt derart umgelenkt werden kann, dass eine Bewegung des Vakuumschalteinrichtungsbetätigers 22 zum Schalten der Vakuumschalteinrichtung 25 ausgelöst wird. In the 3 are the same components as in the 1 and 2 indicated by the same reference numerals. It is another way to operate the vacuum switching device 25 as in the 2 specified. It is a linkage 31 by means of which a movement of the movable second main contact 6 can be deflected at the tipping point such that a movement of the Vakuumschalteinrichtungsbetätigers 22 for switching the vacuum switching device 25 is triggered.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Product brochure "Driescher Freiluft Schaltgeräte für Bahnanlagen" of the Elektrotechnische Werke Fritz Driescher & Söhne GmbH, Moosburg, order number 3-8177680.10-09, brochure number 768, outdoor AC voltage disconnector switch for railway systems of the FLa 15/97 series [0003]

Claims

AC load disconnector ( 20 . 30 ) for overhead lines of a traction power supply network having a first main contact ( 9 ) and a movable second main contact ( 6 ), wherein the movable second main contact ( 6 ) for producing an air gap from the first main contact ( 9 ) is movable away, and with a vacuum switching device ( 25 ), which by means of an actuating arrangement ( 22 . 23 ) in dependence on the position of the movable second main contact ( 6 ) before disconnecting the main contacts ( 6 . 9 ) non-conductive and after closing the main contacts ( 6 . 9 ) is conductively switchable, characterized in that the vacuum switching device ( 25 ) directly in the current path of the main contacts ( 6 . 9 ) is arranged.

AC load disconnector ( 20 . 30 ) according to claim 1, wherein the actuating arrangement ( 22 . 23 ) a vacuum switch actuator ( 22 ), which is used for mechanical switching of the vacuum switching device ( 25 ) is trained.

AC load disconnector ( 20 . 30 ) according to claim 2, wherein the vacuum switch actuator ( 22 ) is substantially rod-shaped.

AC load disconnector ( 20 . 30 ) according to claim 3, wherein the vacuum switch actuator ( 22 ) within a first main contact ( 9 ) and the vacuum interrupter chamber ( 25 ) supporting hollow insulator ( 10 ) is guided.

AC load disconnector ( 20 . 30 ) according to one of claims 2 to 4, wherein the vacuum switch actuator ( 22 ) comprises a non-conductive material.

AC load disconnector ( 20 . 30 ) according to claim 5, wherein the non-conductive material comprises a glass fiber material.

AC load disconnector ( 20 . 30 ) according to one of claims 2 to 6, in which the actuating arrangement ( 22 . 23 ) a lifting device ( 23 ) for moving the vacuum switch actuator ( 22 ) is provided.

AC load disconnector ( 20 . 30 ) according to one of the preceding claims, in which a sensor device ( 24 ) for detecting the position of the movable second main contact ( 6 ) provided for transmitting the detected position to the actuating arrangement ( 22 . 23 ) is trained.

AC load disconnector ( 20 . 30 ) according to one of claims 7 or 8, in which an emergency power supply is provided in order to supply the AC load disconnector ( 20 . 30 ) to shut down safely in case of failure of the traction power supply network.

AC load disconnector ( 20 . 30 ) according to claim 8 or 9, wherein the sensor device ( 24 ) a rotation angle sensor ( 24 ).

AC load disconnector ( 20 . 30 ) according to claim 10, wherein the rotation angle sensor ( 24 ) an electrical rotation angle sensor ( 24 ).

AC load disconnector ( 20 . 30 ) according to claim 11, wherein the rotation angle sensor ( 24 ) with an electrically operated actuating arrangement ( 22 . 23 ) cooperates.

AC load disconnector ( 20 . 30 ) according to claim 10, wherein the rotation angle sensor ( 24 ) is a mechanical rotation angle sensor.

AC load disconnector ( 20 . 30 ) according to claim 13, in which a mechanism ( 31 ) is provided by means of a movement of the mechanical rotation angle sensor to a movement of the Vakuumschalteinrichtungsbetätigers ( 22 ) can be coupled.

AC load disconnector ( 20 . 30 ) according to claim 14, in which the mechanics ( 31 ) a linkage ( 31 ) having.

AC load disconnector ( 20 . 30 ) according to claim 14 or 15, in which the mechanics ( 31 ) weather-independent within the AC load break switch ( 20 . 30 ) is arranged.

AC load disconnector ( 20 . 30 ) according to claim 16, in which the mechanics ( 31 ) within a switch console ( 2 ) on which all components of the AC load break switch ( 20 . 30 ) are mounted.

Method for operating an AC load break switch ( 20 . 30 ) according to one of the preceding claims, in which for switching off the AC load circuit breaker ( 20 . 30 ) the movable second main contact ( 6 ) from the first main contact ( 9 ) is moved away and before the separation of the conductive connection of the main contacts ( 6 . 9 ) the vacuum switching device ( 25 ) is switched non-conductive, so that the main contacts ( 6 . 9 ) are switched off, and for switching on the AC load circuit breaker ( 20 . 30 ) the movable second Main contact ( 6 ) to the first main contact ( 9 ) and after closing the conductive connection of the main contacts ( 6 . 9 ) the vacuum switching device ( 25 ) is turned on, so that the main contacts ( 6 . 9 ) are switched live.