DE102014102929A1 - Gasdämpfer für einen Hochspannungsschalter - Google Patents
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Abstract
Description
- Technisches Gebiet
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Hochspannungsschalter, insbesondere auf elektrische Leistungsschalter mit einem Gasdämpfer. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Trennen einer leitenden Verbindung eines Hochspannungsschalters, insbesondere eines Leistungsschalters.
- Stand der Technik
- Schalter, in denen ein Abbrandkontakt, etwa eine Löschtulpe, zum Trennen einer elektrischen Verbindung von einem weiteren Abbrandkontakt, etwa einem Stift, wegbewegt wird, sind im Stand der Technik bekannt. Auch sind Schalter bekannt, in denen zwei Abbrandkontakte in entgegengesetzter Richtung bewegt werden.
- Beispielsweise ist in
EP 0 809 269 ein Hochspannungs-Leistungsschalter mit zwei bewegbaren, einander koaxial gegenüberliegenden Lichtbogenkontaktstücken beschrieben. Eine Antriebsstange ist an der Isolierstoffdüse befestigt und treibt über einen auf der Schalterachse angeordneten zweiarmigen Hebel das gegenüberliegende Lichtbogenkontaktstück an. - In dem
U.S. Pat. No. 3,896,282 ist ein Leistungstrenner mit zwei entgegengesetzt bewegbaren Kontakten beschrieben, die in einem schutzgasgefüllten Gehäuse angeordnet sind. Die Kontakte sind durch ein Hebelgetriebe verbunden, das einen auf der Schalterachse angeordneten zweiarmigen Hebel mit beidseitig angelenkten Verbindungsstangen umfasst. - Allgemein weisen Leistungsschalter mit einer Doppelbewegung der Kontakte eine Reihe von Vorteilen gegenüber Leistungsschaltern mit Einfachbewegung auf. Die Geschwindigkeit beim Trennungsvorgang der Abbrandkontakte kann deutlich erhöht werden, während die aufzuwendende Energie des Antriebs etwa die gleiche bleiben kann wie bei Leistungsschaltern mit Einfachbewegung. Allerdings wird ein Getriebe während des Öffnungs- oder Trennungsvorgangs, bei dem die Beschleunigung und Abbremsung am höchsten sind, belastet, wodurch Metall- oder Plastikteilchen erzeugt werden können. Diese Teilchen können die dielektrischen Eigenschaften verschlechtern und zu Problemen bei einer Zustandsüberprüfung nach einem Ausdauertest (typischerweise 10'000 mechanische Schalthandlungen) führen.
- Darstellung der Erfindung
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Belastung eines Getriebes in einem Hochspannungsschalter, insbesondere in einem elektrischen Leistungsschalter, zu senken. Diese Aufgabe wird gelöst durch den Hochleistungsschalter und dem Verfahren zum Trennen einer elektrisch leitenden Verbindung eines Hochspannungsschalters gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Weiterer Vorteile, Merkmale, Aspekte und Details der Erfindung sowie bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
- Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Hochleistungsschalter, insbesondere ein Leistungsschalter, mit einem Gasdämpfer zur Verfügung gestellt. Der Hochleistungsschalter umfasst ein Gehäuse, das ein Gasvolumen für ein dielektrisch isolierendes Gas bestimmt, ein erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement, zwischen denen wahlweise eine leitende Verbindung ausbildbar ist, wobei das erste und das zweite Kontaktelement entlang einer Achse des Hochspannungsschalters beweglich sind, und einen Antrieb, der mit dem ersten Kontaktelement verbunden ist, um das erste Kontaktelement zum Trennen der leitenden Verbindung in eine erste Richtung entlang der Achse zu bewegen. Der Hochleistungsschalter umfasst ferner ein Getriebe, das an seiner Antriebsseite mit dem ersten Kontaktelement und an seiner Abtriebsseite mit dem zweiten Kontaktelement verbunden ist, um die Bewegung des ersten Kontaktelements auf das zweite Kontaktelement zu übertragen, so dass das zweite Kontaktelement zum Trennen der leitenden Verbindung in eine von der ersten Richtung entgegengesetzte, zweite Richtung entlang der Achse bewegt wird. Dabei ist der Gasdämpfer an der Abtriebsseite des Getriebes vorgesehen, um die Bewegung des zweiten Kontaktelements zu dämpfen.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Trennen einer leitenden Verbindung eines Hochspannungsschalters, insbesondere eines Leistungsschalters, zur Verfügung gestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Bewegen eines ersten Kontaktelements in eine erste Richtung entlang einer Achse des Hochspannungsschalters mittels eines Antriebs; Übertragen der Bewegung des ersten Kontaktelements mittels eines Getriebes auf ein an seiner Abtriebsseite vorgesehenes, zweites Kontaktelement, so dass das zweite Kontaktelement in eine von der ersten Richtung entgegengesetzte, zweite Richtung bewegt wird; Trennen des ersten Kontaktelements von dem zweiten Kontaktelement; und Dämpfen der Bewegung des zweiten Kontaktelements mittels eines an der Abtriebsseite des Getriebes vorgesehenen Gasdämpfers.
- Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zum Ausführen der offenbarten Verfahren und umfasst auch Vorrichtungsteile zum Ausführen jeweils einzelner Verfahrensschritte. Beispielsweise bezieht sich die Erfindung auch auf ein Getriebe zum Einbau in einen Hochspannungsschalter bzw. zur Verwendung in einem Hochspannungsschalter, so dass der Hochspannungsschalter die oben oder in den Ansprüchen beschriebenen Eigenschaften aufweist.
- Kurze Beschreibung der Figuren
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Die Figuren zeigen schematisch, gegebenenfalls ausschnittweise und jeweils nur beispielhaft in Seitenansicht im Querschnitt in:
-
1 einen Leistungsschalters mit einem erfindungsgemässen Gasdämpfer; -
2 einen Teil eines erfindungsgemäßen Hochspannungsschalters; -
3A –3C Bewegungszustände beim Kontakttrennen eines erfindungsgemäßen Gasdämpfers; -
4 einen Teil eines erfindungsgemäßen Gasdämpfers; -
5A –5B Anordnungen des erfindungsgemäßen Gasdämpfers aus der4 beim Kontaktrennen bzw. Kontaktausbilden; und -
6 einen Teil eines weiteren erfindungsgemäßen Gasdämpfers. - Wege zur Ausführung der Erfindung
-
1 zeigt schematisch einen Hochspannungsschalter, insbesondere einen Leistungsschalter. Der Leistungsschalter ist typischerweise ein Druckgasschalter, wie er beispielsweise in Hochspannungsnetzen verwendet wird. Er umfasst typischerweise zumindest einige übliche Bestandteile eines solchen Schalters wie ein schutzgasgefülltes Gehäuse, ein Paar von Kontakten, insbesondere ein Paar von Abbrandkontakten, und gegebenenfalls ein Paar von Nennstromkontakten. Einer der Abbrandkontakte ist in der Regel als Tulpe, der andere als Stift gestaltet. Die Abbrandkontakte sind längs einer Schaltachse gegeneinander verschiebbar. Typischerweise bestimmt das Gehäuse10 ein Gasvolumen für ein dielektrisch isolierendes Gas, das das Schutzgas darstellt. - Vorzugsweise weist jedes Paar von Kontakten ein erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement auf. Bei dem in der
1 dargestellten Hochspannungsschalter weist das Paar von Abbrandkontakten21 ,22 ein erstes Kontaktelement21 und ein zweites Kontaktelement22 auf, und das Paar von Nennstromkontakten23 ,24 weist ein erstes Kontaktelement23 und ein zweites Kontaktelement24 auf. Jeweils zwischen dem ersten Kontaktelement21 ,23 und dem zweiten Kontaktelement22 ,24 kann wahlweise eine leitende Verbindung ausbildbar sein, indem das erste Kontaktelement21 ,23 und das zweite Kontaktelement22 ,24 entlang einer Achse A des Hochspannungsschalters bewegt werden. Das erste Kontaktelement23 des Paars von Nominalkontakten23 ,24 ist mit einem Isolierteil bzw. einer Isolierstoffdüse25 verbunden. - Der Hochspannungsschalter weist ferner einen Antrieb
30 (hier zum Beispiel Primärantrieb30 ) und ein Getriebe40 (hier zum Beispiel Hilfsgetriebe) auf. Der Antrieb30 ist mit mindestens einem der ersten Kontaktelemente21 ,23 , also dem ersten Kontaktelement21 des Paars von Abbrandkontakten oder dem ersten Kontaktelement23 des Paars von Nominalkontakten oder mit beiden ersten Kontaktelementen21 und23 , verbunden. Das Getriebe40 weist eine Antriebsseite und eine Abtriebsseite auf. Dabei ist die Antriebsseite diejenige Seite des Getriebes40 , die über das erste Kontaktelement21 ,23 mit dem Antrieb30 verbunden ist. Vorzugsweise ist das Getriebe40 nicht direkt mit dem ersten Kontaktelement21 ,23 verbunden. Insbesondere kann das Getriebe40 ein Verbindungselement41 aufweisen, über welches das Getriebe40 mit der Isolierstoffdüse25 verbunden ist, um eine elektrisch nicht leitende Verbindung zwischen dem ersten Kontaktelement21 ,23 und dem Getriebe40 auszubilden. An seiner Abtriebseite ist das Getriebe30 mit dem zweiten Kontaktelement22 ,24 verbunden. - Zum Trennen (Öffnen) der leitenden Verbindung bewegt der Antrieb
30 die ersten Kontaktelemente21 ,23 in eine erste Richtung R1 entlang der Achse A. Das Getriebe40 überträgt die Bewegung der ersten Kontaktelemente21 ,23 auf die zweiten Kontaktelemente22 ,24 , so dass die zweiten Kontaktelement22 ,24 zum Trennen der leitenden Verbindung in eine von der ersten Richtung R1 entgegengesetzte, zweite Richtung R2 entlang der Achse A bewegt werden. Dies schließt den Fall ein, dass während einzelner Bewegungsphasen die Bewegungsrichtung der ersten Kontaktelemente21 ,23 mit der Bewegungsrichtung der zweiten Kontaktelemente22 ,24 übereinstimmen kann, etwa wenn die zweiten Kontaktelemente22 ,24 zu Beginn der Bewegung einen Totpunkt durchlaufen (wie etwa inEP 1 630 840 A beschrieben). - Zum Schließen (Ausbilden) der leitenden Verbindung bewegt der Antrieb
30 die ersten Kontaktelemente21 ,23 in die zweite Richtung R2 und das Getriebe40 überträgt diese Bewegung auf die zweiten Kontaktelemente22 ,24 , so dass die zweiten Kontaktelement22 ,24 in die erste Richtung R1 bewegt werden. Obwohl hier die Bewegung beider erster und zweiter Kontaktelemente21 ,22 ,23 ,24 beschrieben ist, können in einer Variante jeder hierin beschriebenen Ausführungsform auch das erste und zweite Kontaktelement21 ,22 des Paars von Abbrandkontakten bewegt werden, während etwa einer der Nominalkontakte (z.B. Nominalkontakt24 ) ortsfest ist. - Die Geschwindigkeit, mit welcher die Kontaktelemente
21 ,22 voneinander weg bewegt werden, ist sehr hoch, um die Erzeugung eines Lichtbogens zu minimieren. Dadurch wird das Getriebe bei Betrieb und insbesondere während eines mechanischen Dauer- oder Beanspruchungstests stark beansprucht, wodurch eine nicht vernachlässigbare Menge von Teilchen, beispielsweise Abriebteilchen, erzeugt werden kann. Um die Teilchenerzeugung zu reduzieren, kann die Gleitoberfläche erhöht werden, was einen erhöhten Platzbedarf und erhöhte Kosten des Getriebes erfordern würde. Aufgrund intensiver Nachforschungen haben die Erfinder festgestellt, dass die Beanspruchung des Getriebes besonders hoch ist, wenn das von dem Getriebe angetriebene Kontaktelement (hierin als zweites Kontaktelement bezeichnet) abgebremst wird. Dieses Problem wird bei – grundsätzlich erwünschter – kompakter Bauweise des Schalters noch verstärkt, da hierbei üblicherweise auch der Bremsweg verkürzt und somit die Belastung des Getriebes weiter erhöht wird. - Als Lösung oder Minderung des Problems der Getriebebelastung wird nun vorgeschlagen, die Belastung des Getriebes durch Einbauen oder Verwenden eines abtriebsseitigen Dämpfers zu reduzieren. Dies ist insbesondere bei neuerdings entwickelten Hochspannungsschaltern von Vorteil, die eine besonders hohe Geschwindigkeit beim Trennen der Kontakte aufweisen, da hier besonders hohe Beschleunigungen und Kräfte auf das Getriebe und auf die Gleitlager einwirken.
- Die Bewegung der Kontakte beim Trennen der leitenden Verbindung kann dabei entsprechend einem Verlauf der Geschwindigkeit in zwei Teilabschnitte unterteilt werden, insbesondere in einen Beschleunigungsvorgang für die Dauer vom Beginn der Bewegung bis zu dem Zeitpunkt der höchsten Geschwindigkeit der Bewegung und in einen Abbremsvorgang vom dem Zeitpunkt der höchsten Geschwindigkeit der Bewegung bis zum Ende der Bewegung, insbesondere bis zum Ende des Hauptteils der Bewegung. Der Beschleunigungsvorgang entspricht also dem Teilabschnitt des Geschwindigkeitsverlaufs mit überwiegend positiver Steigung und somit überwiegend positiver Beschleunigung, und der Abbremsvorgang entspricht dem Teilabschnitt des Geschwindigkeitsverlaufs mit überwiegend negativer Steigung und somit überwiegend negativer Beschleunigung. Typischerweise beträgt die Dauer des Beschleunigungsvorgangs einige Millisekunden bis einige zehn Millisekunden, wobei üblicherweise die Dauer des Abbremsvorgangs kürzer ist als die Dauer des Beschleunigungsvorgangs. Insbesondere kann die Dauer des Beschleunigungsvorgangs etwa 0,01 s bis 0,05 s und die Dauer des Abbremsvorgangs etwa 0,005 s bis etwa 0,025 s betragen.
- Wie bereits oben beschrieben, braucht die Bewegung im Beschleunigungsvorgang bzw. im Abbremsvorgang nicht zwingend monoton steigend bzw. fallend zu verlaufen. Vielmehr kann der Hochspannungsschalter auch so ausgestaltet sein, dass eine Bewegungsrichtungsumkehr von zumindest einem Kontaktelement vorliegt, sich das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement also zeitweise in die gleiche Richtung bewegen, wie beispielsweise in
EP 1 630 840 A1 beschrieben. - Somit soll unter der Bewegung des zweiten Kontaktelements
22 ,24 in eine von der ersten Richtung R1 des ersten Kontaktelements21 ,23 entgegengesetzte, zweite Richtung R2 entlang der Achse A verstanden werden, dass die Bewegung des zweiten Kontaktelements22 ,24 zum überwiegenden Teil des Bewegungsvorgangs, insbesondere nach dem Trennen der Abbrandkontakte, in eine andere Richtung bewegt wird als das erste Kontaktelement21 ,23 . - Beispielsweise kann die Beschleunigung während des Beschleunigungsvorgangs betragsmäßig ca. 100 g bis 300 g (1000 m/s2 bis 3000 m/s2) betragen, und/oder die Beschleunigung während des Abbremsvorgangs kann betragsmäßig ca. 300 g bis 700 g (3000 m/s2 bis 7000 m/s2) betragen. Folglich stellt der Abbremsvorgang die stärkere Belastung des Getriebes dar. Geht man von einer Masse von 2 kg bis 3 kg des zweiten Kontaktelements
22 ,24 aus, so wirkt folglich eine beträchtliche Kraft auf das Getriebe ein. - Die Verwendung von leichteren Materialen, wie beispielsweise Aluminium, ist nur in beschränktem Umfang möglich, da das zweite Kontaktelement beispielsweise beim Schalten, und insbesondere während eines Leistungstests, einem heißem Gas ausgesetzt ist. Insbesondere kann sich dabei das im Gehäuse
10 eingeschlossene Gas so weit erhitzten, dass es das zweite Kontaktelement22 ,24 angreifen kann. Ferner sollte vorteilhafterweise die Spitze aus einem schweren Material hergestellt werden, wie beispielsweise Wolfram, und die verbleibenden, dem heißen Gas ausgesetzten Oberflächen beispielsweise aus Stahl oder Kupfer hergestellt werden, um eine hohe Beständigkeit zu erreichen. Folglich stell die Reduzierung der Masse des zweiten Kontaktelements22 ,24 kein bevorzugtes Mittel dar. - Eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung der Belastung des Getriebes bestünde in einer Änderung der Übersetzung des Getriebes. Jedoch würde dies zu einer Erhöhung der Hublänge, der Länge des zweiten Kontaktelements
22 ,24 und den gesamten Abmessungen sowie zu einer Erhöhung der bewegten Masse führen. Durch die erhöhte Masse würde auch die während des Beschleunigungsvorgangs auf das Getriebe einwirkende Kraft erhöht werden, wodurch sich in Folge insbesondere das Isolierteil bzw. die Isolierstoffdüse verbiegen könnte. - Gemäß manchen Ausführungsformen der Erfindung kann nun, um vorteilhafterweise die Belastung des Getriebes zu reduzieren, ein Dämpfer, insbesondere ein Gasdämpfer, zum Dämpfen der Bewegung eines Kontaktelements vorgesehen sein. Insbesondere kann der Gasdämpfer an der Abtriebsseite des Getriebes vorgesehen sein, um die Bewegung eines zweiten Kontaktelements (z. B.
22 ,24 ) zu dämpfen. - Wie in der
2 gezeigt, die einen Teil eines erfindungsgemäßen Hochspannungsschalters in seitlicher Querschnittsansicht darstellt, kann ein Gasdämpfer50 im Hochspannungsschalter vorgesehen sein. Der Gasdämpfer50 ist vorzugsweise an der Abtriebsseite des Getriebes40 vorgesehen, um die Bewegung eines zweiten Kontaktelements22 ,24 , also entweder die des zweiten Kontaktelements22 des Paars von Abbrandkontakten oder die des zweiten Kontaktelements24 des Paars von Nominalkontakten, oder beide zweite Kontaktelemente22 ,24 , also die des zweiten Kontaktelements22 des Paars von Abbrandkontakten und des zweiten Kontaktelements24 des Paars von Nominalkontakten, zu dämpfen. Alternativ kann der Gasdämpfer50 auch an der Antriebsseite vorgesehen sein, um die Bewegung eines oder beider erster Kontaktelemente21 ,23 zu dämpfen. Wobei für den Fall eines Hochspannungsschalters mit voller Doppelbewegung der Gasdämpfer auch nur an einem der ersten oder zweiten Kontaktelemente21 ,22 ,23 ,24 angreifen kann, um die Bewegung aller Kontaktelemente21 ,22 ,23 ,24 zu dämpfen. In diesem Fall können auch mindestens zwei Gasdämpfer vorgesehen sein, von denen einer mit dem zweiten Kontaktelement22 des Paars von Abbrandkontakten21 ,22 verbunden ist und ein anderer Gasdämpfer mit dem zweiten Kontaktelement24 des Paars von Nominalkontakten23 ,24 verbunden ist. - Gemäß manchen Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombinierbar sind, kann im Gasdämpfer
50 das elektrisch isolierende Gas für die Dämpfung verwendet werden. - Ferner ist gemäß manchen Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombinierbar sind, ein Kolben
26 vorgesehen, der mit dem zweiten Kontaktelement22 ,24 verbunden ist, um mit diesem zusammen bewegt zu werden. Weiterhin weist gemäß manchen Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombinierbar sind, der Gasdämpfer50 einen Zylinder51 auf, in dem der Kolben26 geführt ist. - Wie in der
2 gezeigt, kann der Zylinder51 ein offenes Ende, durch das der Kolben in den Zylinder51 eingesetzt werden kann, und ein geschlossenes Ende gegenüber von dem offenen Ende aufweisen. Der Kolben26 kann in dem Zylinder51 entlang eines Pfades von dem offenen Ende zu dem geschlossenen Ende geführt werden. Um den Kolben26 möglichst störungsfrei in dem Zylinder führen zu können, insbesondere damit sich der Kolben26 in dem Zylinder50 nicht verkantet, können Lagerteil27 vorgesehen sein, in denen der Kolben26 und/oder das zweite Kontaktelement22 ,24 gleitende gelagert ist oder sind. Ferner kann der Kolben26 oder das zweite Kontaktelement22 ,24 über einen Schwenkarm28 mit dem Getriebe40 verbunden sein. - Der Gasdämpfer
50 ist insbesondere ausgestaltet, um den Abbremsvorgang des zweiten Kontaktelements22 ,24 zu dämpfen. Um dies zu erreichen, kann der Gasdämpfer mit Öffnungen52 ,53 vorgesehen sein, die jeweils eine Verbindung zwischen dem übrigen Gasvolumen des Gehäuses10 und dem Inneren des Zylinders51 ausbilden können. Insbesondere kann eine erste Öffnung52 in einem mittleren Abschnitt zwischen dem offenen Ende und dem geschlossenen Ende vorgesehen sein. Ferner kann eine zweite Öffnung53 am oder im (ansonsten) geschlossenen Ende vorgesehen sein. - Die
3A –3C zeigen Bewegungszustände beim Kontakttrennen eines erfindungsgemäßen Gasdämpfers. Dabei wird der Kolben26 entlang des Pfads von dem offenen Ende zu dem geschlossenen Ende bewegt. Eine Position des in den Zylinder50 aufgenommenen Endes des Kolbens26 entlang des Pfades kann mit d bezeichnet werden. - Die
3A zeigt den Zustand am Anfang der Bewegung zum Trennen der leitenden Verbindung, also den Zustand, bei dem die Kontakte geschlossen sind und die leitende Verbindung ausgebildet ist. Das in den Zylinder50 aufgenommene Ende des Kolbens befindet sich bei d = 0. Werden nun die Kontakte, also das erste und das zweite Kontaktelement21 ,23 ,22 ,24 , auseinander bewegt, so gleitet der Kolben26 in den Zylinder51 hinein, der Kolben26 bewegt sich also in Richtung des geschlossenen Endes. Dabei komprimiert der Kolben26 das in dem Zylinder51 vorhanden Gas und schiebt dieses Gas teilweise aus der ersten Öffnung52 heraus, wie es durch den Pfeil54 in3A angedeutet ist. - Wie oben beschrieben, durchläuft der Kolben
26 zu Beginn der Bewegung einen Beschleunigungsvorgang, während dessen er entlang des Pfades um eine Strecke L1 bewegt wird. Die3B zeigt den Zustand am Ende des Beschleunigungsvorgangs, zu dem sich das in den Zylinder51 aufgenommenen Ende des Kolbens26 bei der Position d = L1 befindet. - Die erste Öffnung
52 ist dabei vorteilhafterweise an einer Position des Zylinders51 angeordnet, die der Position d = L1 entspricht. Somit liegt die erste Öffnung52 während des Beschleunigungsvorgangs frei, wird also insbesondere während des Beschleunigungsvorgangs nicht von dem Kolben26 verdeckt oder verschlossen. Somit kann während des Beschleunigungsvorgangs die in dem Zylinder51 durch die Bewegung des Kolbens26 komprimierte Luft aus dem Kolben51 treten, wodurch der Beschleunigungsvorgang nicht oder überwiegend nicht gedämpft wird. - Wie ebenfalls oben beschrieben, folgt auf den Beschleunigungsvorgang der Abbremsvorgang, während dessen der Kolben
26 entlang des Pfades um eine Strecke L2 bewegt wird. Die3B zeigt einen Zustand während des Abbremsvorgangs, zu dem sich das in den Zylinder51 aufgenommenen Ende des Kolbens26 bei einer Position L1 < d < L2 befindet. Bei diesem Zustand ist die erste Öffnung52 vorteilhafterweise von den Kolben26 verschlossen, so dass aus dieser ersten Öffnung52 kein Gas oder zumindest fast keine Gas aus dem Zylinder51 entweichen kann. - Insbesondere können gemäß machen Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombinierbar sind, die ersten Öffnungen
52 so ausgestaltet sein, dass sie während des Beschleunigungsvorgangs des Kolbens26 freiliegen und während eines Abbremsvorgangs des Kolbens26 verdeckt sind und insbesondere von dem Kolben26 verdeckt werden. - Das sich im Zylinder
51 zwischen dem Kolben26 und dem geschlossenen Ende des Zylinders51 befindliche Gas wird folglich durch die Bewegung des Kolbens26 in Richtung des geschlossenen Endes komprimiert und dämpft dabei die Bewegung des Kolbens26 . Insbesondere wird die Bewegung des Kolbens26 immer stärker gedämpft, je weiter der Kolben26 in Richtung des geschlossenen Endes bewegt wird. - Somit kann gemäß manchen Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombinierbar sind, das zweite Kontaktelement
22 ,24 entlang eines Pfads für die Bewegung zum Trennen der leitenden Verbindung den Beschleunigungsvorgang und den Abbremsvorgang ausführen, und der Gasdämpfer50 kann ausgestaltet sein, um den Abbremsvorgang des zweiten Kontaktelements22 ,24 zu dämpfen. Vorteilhafterweise können durch die Verwendung des Gasdämpfers50 die im Abbremsvorgang auftretenden Kräfte etwa um einen Faktor 2 gesenkt werden (gegenüber einer ansonsten identischen gedachten Anordnung ohne Dämpfungselement50 ). Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung nimmt der Gasdämpfer50 zumindest zeitweise eine Kraft auf, die dem mindestens 0,5-fachen der auf das Getriebe40 wirkenden Kraft entspricht, in Ausführungsformen sogar mindestens der gesamten auf das Getriebe40 wirkenden Kraft entspricht. - Ferner kann, wie oben erwähnt, die zweite Öffnung
53 an oder in dem ansonsten geschlossenen Ende des Zylinders51 vorgesehen sein, durch die insbesondere während des Abbremsvorgangs eine Teil des komprimierten Gases entweichen kann, wie es durch den Pfeil55 in der3C dargestellt ist. Vorzugsweise ist die erste Öffnung51 größer als die zweite Öffnung52 , die erste Öffnung51 legt also einen größeren Durchflussbereich als die zweite Öffnung52 frei. Somit ist es möglich, durch Einstellen oder Festlegen der Größe der zweiten Öffnung52 , insbesondere durch Einstellen oder Festlegen des Durchflussbereichs oder der Fläche der zweiten Öffnung52 , die Stärke der Dämpfung, insbesondere während des Abbremsvorgangs, einzustellen. - Ferner kann auch durch Wahl der Position der ersten Öffnung
51 und/oder Einstellen oder Festlegen der Größe der zweiten Öffnung52 und/oder durch Vorsehen bzw. Weglassen der zweiten Öffnung52 bestimmt werden, wann die Dämpfung einsetzten soll, wann der Kolben26 zum Stillstand kommen soll und wie stark die Dämpfung ausfallen soll. Insbesondere kann die zweite Öffnung52 dann nicht vorgesehen sein, wenn eine Dämpfung weit entfernt von dem geschlossenen Ende erreicht werden soll. In diesem Fall sollte der Abfluss von komprimiertem Gas aus dem Zylinder51 möglichst klein gehalten werden, um einen ausreichend hohen Druck aufzubauen, auch wenn dadurch die maximal erreichte Geschwindigkeit des Kolbens negativ beeinflusst wird. - Durch die Kompression des Gases in dem Zylinder
51 baut sich ein Druck innerhalb des Zylinders51 auf, der gegen dem Kolben26 wirkt, wodurch die kinetische Energie des Kolbens26 dissipiert wird. Durch Dissipation der kinetischen Energie des Kolbens26 kann die auf das Getriebe40 einwirkende Kraft signifikant reduziert werden. - Der Zylinder
51 kann also zumindest in einen Beschleunigungsabschnitt und einen Abbremsabschnitt unterteilt werden, die der Strecke oder Wegstrecke L1 bzw. L2 entsprechen, welche der Kolben26 während des Beschleunigungsvorgangs bzw. dem Abbremsvorgangs zurücklegt. - Gemäß machen Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombinierbar sind, können die ersten Öffnungen
52 zumindest teilweise, oder sogar vollständig, in dem Beschleunigungsabschnitt des Zylinders51 angeordnet sein, der einer Wegstrecke entspricht, die der Kolben26 während einem Beschleunigungsvorgang zurücklegt. -
4 zeigt einen Teil eines erfindungsgemäßen Gasdämpfers in seitlicher Querschnittsansicht. Wie in der4 gezeigt, kann in dem geschlossenen Ende des Zylinders51 ferner ein Ventil56 vorgesehen sein. Das Ventil56 kann eine Ventilplatte56a , einen oder mehrere Einlassringe56b , einen Befestigungsring56c und einen Sicherungsring56d aufweisen. Die Einlassringe56b begrenzen einen Durchströmungsbereich, durch den Gas von dem Gehäuse in den Zylinder51 hinein oder heraus strömen kann. Der Befestigungsring56c hält das Ventil56 an dem gewünschten Ort in dem Zylinder51 . Der Sicherungsring56d begrenzt eine Bewegung der Ventilplatte in den Zylinder51 hinein. In einem geschlossenen Zustand des Ventils56 liegt die Ventilplatte56a auf den Einlassringen56b auf, so dass diese von der Ventilplatte56a verschlossen sind. In einem geöffneten Zustand ist die Ventilplatte56a in den Zylinder51 hinein geschoben, so dass ein Gasaustausch durch die Durchströmungsbereiche möglich ist. - Gemäß manchen Ausführungsformen, die mit andern Ausführungsformen kombinierbar sind, kann das Ventil
56 beim Trennen der leitenden Verbindung geschlossen und beim Ausbilden der leitenden Verbindung geöffnet sein. Dadurch kann während der Bewegung zum Ausbilden der leitenden Verbindung, wenn sich der Kolben26 aus dem Zylinder51 heraus bewegt, Gas durch das Ventil56 in den Zylinder51 herein strömen, wohingegen während der Bewegung zum Trennen der leitenden Verbindung, wenn sich der Kolben26 in den Zylinder51 hinein bewegt, Gas durch das Ventil56 aus dem Zylinder51 heraus strömen kann. Dadurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass der Gasdämpfer50 nur die Bewegung zum Trennen der leitenden Verbindung dämpft, nicht jedoch die Bewegung zum Ausbilden der leitenden Verbindung. - In Ausführungsbeispielen kann, wie ebenfalls in der
4 gezeigt, der Kolben26 als Hohlkolben26 ausgebildet sein, der mit einer Endkappe28 verschlossen ist. Dadurch kann das Gewicht des Kolbens26 reduziert werden. - Weiterhin kann in Ausführungsbeispielen der Gasdämpfer 5,0 insbesondere im Bereich des geöffneten Endes, mit dem Getriebe
40 über einen Getriebekörper42 verbunden sein. Vorzugsweise kann der Gasdämpfer50 an einem Getriebekörper42 des Getriebes40 befestigt sein. - Die
5A zeigt den geschlossenen Zustand des Ventils56 in vergrösserter Ansicht. Wie bereits erwähnt ist das Ventil56 in diesem Zustand geschlossen, so dass kein Gas durch das Ventil56 in den Zylinder51 eintreten und/oder aus diesem Zylinder51 entweichen kann. Dieser Zustand wird typischerweise beim Trennen der leitenden Verbindung gewählt. Der Kolben26 wird also in Richtung des geschlossenen Endes, also des Ventil56 , bewegt, wie es durch den Pfeil in der5A angedeutet ist. - Das Gas wird dabei in dem Zwischenraum zwischen dem Ende des Kolbens
26 , das in den Zylinder51 aufgenommen ist, und dem geschlossenen Ende des Zylinders51 komprimiert. Wie durch die gestrichelten Pfeile angedeutet, kann ein Teil des komprimierten Gases entlang der Außenfläche des Kolbens26 in dem Zylinder51 zurück strömen und durch die erste Öffnung52 entweichen, um den in den Zylinder aufgebauten Druck teilweise zu entspannen. Der Anteil des Gases, das entlang der Kolbenumfangsfläche zurückströmt, hängt dabei von dem in dem Zylinder51 herrschenden Druck und dem Unterschied zwischen den Durchmessern des Kolbens26 und des Zylinders51 ab. Je höher der Druck im Zylinder51 , insbesondere in dem Zwischenraum zwischen dem Ende des Kolbens26 und dem geschlossenen Ende des Zylinders51 , und je kleiner der Durchmesser des Kolbens26 im Vergleich zum Durchmesser des Zylinders51 ist, umso mehr Gas wird entlang der Umfangsfläche des Kolbens26 zurück strömen und zur Druckentlastung beitragen. - Auch kann das in dem Zwischenraum komprimierte Gas durch die in
5A nicht dargestellte zweite Öffnung53 entweichen, um zur Druckentlastung beizutragen. Die zweite Öffnung53 kann in diesem Fall auch als Öffnung oder Öffnungen in der Ventilplatte56a im Bereich der Durchströmungsbereiche oder ähnlich wie die erste Öffnung51 in der Umfangsfläche des Zylinders51 , vorzugsweise in der Nähe des geschlossenen Endes, ausgebildet sein. - Die
5B zeigt den geöffneten Zustand des Ventils56 in seitlicher Querschnittsansicht. Wie bereits erwähnt, ist das Ventil56 in diesem Zustand geöffnet, so dass Gas durch das Ventil56 in den Zylinder51 eintreten und/oder aus diesem entweichen kann. Dieser Zustand wird typischerweise beim Ausbilden der leitenden Verbindung gewählt, so dass diese Bewegung nicht gedämpft wird. Der Kolben26 wird also von dem geschlossenen Ende, also dem Ventil56 , weg bewegt, wie es durch den Pfeil in der5B angedeutet ist. - Hierbei kann also Gas durch das geöffnete Ventil
56 in den Zylinder hinein strömen, so dass ein durch die Bewegung des Kolbens26 aus dem Zylinder51 heraus erzeugte Unterdruck in dem Zylinder51 durch nachströmendes Gas ausgeglichen werden kann. Somit kann verhindert werden, dass ein Unterdruck im Zylinder51 entsteht, der der Bewegung des Kolbens26 entgegenwirkt und die Bewegung ungewollterweise dämpfen würde. - In der
6 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der ein Endabschnitt des Zylinders51 vergrößert ist. Typischerweise ist die von dem Kolben26 beim Trennen der leitenden Verbindung zurückgelegte(Weg-)Strecke relativ hoch und der Durchmesser des Kolbens26 ist relativ klein, so dass es schwierig ist, einen geeigneten Dämpfungseffekt zu erzielen. Normalerweise wird der größte Dämpfungseffekt am Ende des Abbremsvorgangs erzielt, also in einem Bereich, bei dem sich das Ende des Kolbens26 in der Nähe des geschlossenen Endes des Zylinders51 befindet. - Gemäß manchen Ausführungsformen, die mit andern Ausführungsformen kombinierbar sind, kann der Zylinder
51 ferner einen Abbremsabschnitt aufweisen, der einem Teil der Wegstrecke entspricht, die der Kolben26 während des Abbremsvorgangs zurücklegt, und wobei der Abbremsabschnitt einen Bereich58 aufweist, dessen Durchmesser d2 größer als der Durchmesser d1 des Zylinders51 in einem Beschleunigungsabschnitt ist, der einem Teil oder der gesamten Wegstrecke entspricht, die der Kolben26 während des Beschleunigungsvorgangs zurücklegt. - Insbesondere kann in dem Bereich
58 ein weiterer Zylinder57 oder eine Zylinderkappe57 vorgesehen sein, der oder die mit dem Zylinder51 gasdicht verschlossen ist, und der oder die einen Innendurchmesser d2 aufweist, der größer als der Innendurchmesser d1 des Zylinders51 ist. In diesem Fall wird das geschlossenen Ende des Zylinders51 im wesentlichen durch den weiteren Zylinder57 gebildet. Demgemäß können auch die zweite Öffnung53 und das Ventil56 in dem weiteren Zylinder57 ausgebildet sein (nicht gezeigt). - Wie in der
6 gezeigt, kann der Kolben26 einen Durchmesser d3 aufweisen, der kleiner als der Durchmesser d1 des Zylinders51 ist. Ferner kann die Endkappe28 des Kolbens26 einen Durchmesser d4 aufweisen, der größer als der Durchmesser d3 des Kolbens26 und kleiner als oder fast gleich wie der Durchmesser d1 des Zylinders51 ist. Für die Durchmesser d1, d2, d3, d4 gilt also die folgenden Beziehung: d3 < d4 <= d1 < d2. - Mit dieser Wahl der Beziehung der einzelnen Durchmesser d1, d2, d3, d4 zueinander kann erreicht werden, dass während des Abbremsvorgangs der Kolben
26 zunächst das Gas vor sich her schiebt und dieses dabei komprimiert wird, um einen zunehmenden Dämpfungseffekt zu erreichen. Erreicht das Ende des Kobens26 , also die Endkappe28 , den Bereich58 , so bildet sich ein Zwischenraum zwischen der Endkappe28 und der Umfangsfläche des weitern Zylinders57 auf, dessen ringförmige Breite im wesentlichen der Differenz d2 – d4 entspricht. Durch diesen Zwischenraum kann das komprimierte Gas nun zurück strömen und dabei in den durch die Differenz d1 – d3 gebildeten Zwischenraum zwischen der inneren Umfangsfläche des Zylinders51 und der äußeren Umfangsfläche des Kolbens26 strömen. Das in diesen Zwischenraum eingetretene Gas kann nun wieder aus den ersten Öffnungen51 oder dem offenen Ende des Zylinders51 austreten, um zur Druckentspannung beizutragen. - Durch die Wahl der Durchmesser d1, d2, d3, d4 sowie deren Beziehung zueinander und die Position des weiteren Zylinders
57 entlang der Wegstrecke des Abbremsvorgangs kann eine gewünschte Druckentlastung für einen oder jeden gewünschten Abschnitt des Abbremsvorgangs eingestellt werden. Insbesondere kann die Dämpfung am Ende des Abbremsabschnitts reduziert werden. - Im Rahmen dieser Offenbarung ist das dielektrisch isolierende Gas auch Lichtbogenlöschmittel. Das dielektrisch isolierende Medium oder Gas im Hochleistungsschalter kann SF6 Gas sein oder irgendein anderes dielektrisches Isolationsmedium oder Lichtbogenlöschmedium sein, unabhängig davon ob es gasförmig und/oder flüssig vorliegt. Ein solches dielektrisches isolierendes Medium oder Gas kann z.B. eine organische Fluorverbindung umfassen, die gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: ein Fluoräther, ein Oxiran, ein Fluoramin, ein Fluorketon, ein Fluorolefin, und Mischungen und/oder Zersetzungsprodukte dieser Substanzen. Hierbei beziehen sich die Begriffe „Fluoräther“, „Oxiran“, „Fluoramin“, „Fluorketone“ und „Fluorolefin“ auf zumindest teilfluorierte Stoffe. Insbesondere umfasst der Begriff „Fluoräther“ Hydrofluoräther and Perfluoräther, der Begriff “Fluorketone” umfasst Hydrofluorketone und Perfluorketone, und der Begriff „Fluorolefin“ umfasst Hydrofluorolefine und Perfluorolefine. Mit Vorteil ist oder sind der Fluoräther, das Oxiran, das Fluoramin und das Fluorketon vollständig fluoriert, d.h. perfluoriert.
- In Ausführungsbeispielen ist das dielektrische isolierende Medium ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: ein (oder mehrere) Hydrofluoäther, ein (oder mehrere) Perfluorketon(e), ein (oder mehrere) Hydrofluorolefin(e), und Mischungen dieser Substanzen.
- Insbesondere ist der Begriff „Fluorketon“ im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung breit auszulegen und soll sowohl Fluormonoketone als auch Fluordiketone oder allgemein Fluorpolyketone umfassen. Dabei kann ausdrücklich mehr als eine einzige Carbonylgruppe seitlich begenzt durch Kohlenstoffatome im Molekül vorhanden sein. Der Begriff soll auch gesättigte und ungesättigte Komponenten mit Doppel- und/oder Dreifachbindungen zwischen Kohlenstoffatomen mit umfassen. Die zumindest teilweise fluorierte Alkylkette der Fluorketone kann linear oder verzweigt sein und kann optional auch einen Ring bilden.
- In Ausführungsbeispielen umfasst das dielektrische isolierende Medium und Lichtbogenlöschmittel als mindestens eine Komponente ein Fluormonoketon, das optional auch Fremdatome in der Kohlenstoff-Hauptkette des Moleküls aufweisen kann, nämlich z.B. mindestens ein Fremdatom aus der Gruppe bestehend aus: Stickstoffatom, Sauerstoffatom, Schwefelatom, welches eine entsprechende Anzahl Kohlenstoffatom(e) ersetzt. Vorteilhafterweise hat das Fluormonoketon, insbesondere Perfluorketon, von 3 bis 15 oder von 4 bis 12 und insbesondere von 5 bis 9 Kohlenstoffatome. Bevorzugt weist das Fluormonoketon genau 5 und/oder genau 6 und/oder genau 7 und/oder genau 8 Kohlenstoffatome auf.
- In Ausführungsbeispielen umfasst das dielektrische Isolationsmedium als mindestens eine Komponente ein Fluorolefin ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Hydrofluorolefine (HFO) mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen, Hydrofluorolefine (HFO) mit genau 3 Kohlenstoffatomen, trans-1,3,3,3-tetrafluor-1-propen (HFO-1234ze), 2,3,3,3-tetrafluor-1-propen (HFO-1234yf), trans-1,2,3,3,3 pentafluorprop-1-en (HFO-1225ye (E-isomer)), cis-1,2,3,3,3 pentafluorprop-1-en (HFO-1225ye (Z-isomer)), und Mischungen dieser Substanzen.
- Das dielektrische Isolationsmedium kann auch zusätzlich ein Hintergrundgas oder Trägergas aufweisen, das verschieden von der Organofluorverbindung ist und das insbesondere kein Fluoräther, kein Oxiran, kein Fluoramin, kein Fluorketon und kein Fluorolefin ist. In Ausführungsbeispielen kann das Trägergas ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: Luft, N2, O2, CO2, ein Edelgas, H2; NO2, NO, N2O; Fluorkohlenstoffe und insbesondere Perfluorkohlenstoffe, wie z.B. CF4; CF3I, SF6; und Mischungen dieser Substanzen.
- Gemäß den Ausführungsformen kann die Zuverlässigkeit, Betriebssicherheit und Lebensdauer eines Hochspannungsschalters erhöht werden. Ferner kann die Erzeugung von Teilchen oder Abrieb reduziert werden. Auch kann die Robustheit des Getriebes
40 erhöht werden. - Das den Ausführungsformen zugrunde liegende Konzept kann auch auf Hochspannungsschalter mit Dreifachbewegung angewendet werden. In diesem Fall kann der Gasdämpfer mit einer sich bewegenden Röhre verbunden sein und die während des Abbremsvorgangs auftretenden Kräfte dämpfen.
- Insgesamt kann durch eine geeignete Konstruktion des Gasdämpfers die kinetische Energie disspipiert werden.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0809269 [0003]
- US 3896282 [0004]
- EP 1630840 A [0020]
- EP 1630840 A1 [0025]
Claims (11)
- Hochspannungsschalter, insbesondere Leistungsschalter, mit – einem Gehäuse (
10 ), das ein Gasvolumen für ein dielektrisch isolierendes Gas bestimmt; – einem ersten Kontaktelement (21 ;23 ) und einem zweiten Kontaktelement (22 ;24 ), zwischen denen wahlweise eine elektrisch leitende Verbindung ausbildbar ist, wobei das erste und das zweite Kontaktelement (21 ,22 ;23 ;24 ) entlang einer Achse (A) des Hochspannungsschalters beweglich sind; – einem Antrieb (30 ), der mit dem ersten Kontaktelement (21 ;23 ) verbunden ist, um das erste Kontaktelement (21 ;23 ) zum Trennen der leitenden Verbindung in eine erste Richtung (R1) entlang der Achse (A) zu bewegen; – einem Getriebe (40 ), das an seiner Antriebsseite mit dem ersten Kontaktelement (21 ;23 ) und an seiner Abtriebsseite mit dem zweiten Kontaktelement (22 ;24 ) verbunden ist, um die Bewegung des ersten Kontaktelements (21 ;23 ) auf das zweite Kontaktelement (22 ;24 ) zu übertragen, so dass das zweite Kontaktelement (22 ;24 ) zum Trennen der leitenden Verbindung in eine von der ersten Richtung (R1) entgegengesetzte, zweite Richtung (R2) entlang der Achse (A) bewegbar ist; und – einem Gasdämpfer (50 ), der an der Abtriebsseite des Getriebes (40 ) vorgesehen ist, um die Bewegung des zweiten Kontaktelements (22 ;24 ) zu dämpfen. - Leistungsschalter nach Anspruch 1, wobei im Gasdämpfer (
50 ) das elektrisch isolierende Gas für die Dämpfung verwendet wird. - Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Kontaktelement (
22 ;24 ) entlang eines Pfads für die Bewegung zum Trennen der elektrisch leitenden Verbindung einen Beschleunigungsvorgang und einen Abbremsvorgang ausführt, und wobei der Gasdämpfer (50 ) ausgestaltet ist, um den Abbremsvorgang des zweiten Kontaktelements (22 ;24 ) zu dämpfen. - Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gasdämpfer (
50 ) einen Kolben (26 ), der mit dem zweiten Kontaktelement (22 ;24 ) verbunden ist um mit diesem zusammen bewegt zu werden, und einen Zylinder (51 ) aufweist, in dem der Kolben (26 ) geführt ist. - Leistungsschalter nach Anspruch 4, wobei der Zylinder (
51 ) erste Öffnungen (52 ) aufweist, die eine Verbindung zwischen dem übrigen Gasvolumen des Gehäuses (10 ) und dem Inneren des Zylinders (51 ) ausbilden. - Leistungsschalter nach Anspruch 5, wobei die ersten Öffnungen (
52 ) zumindest teilweise in einem Beschleunigungsabschnitt des Zylinders (51 ) angeordnet sind, der einer Wegstrecke entspricht, die der Kolben (26 ) während eines Beschleunigungsvorgangs zurücklegt. - Leistungsschalter nach Anspruch 5 oder 6, wobei die ersten Öffnungen (
52 ) so ausgestaltet sind, dass sie während des Beschleunigungsvorgangs des Kolbens (26 ) freiliegen und während eines Abbremsvorgangs des Kolbens (26 ) von dem Kolben (26 ) verdeckt sind. - Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei der Zylinder (
51 ) ferner einen Abbremsabschnitt aufweist, der einer Wegstrecke entspricht, die der Kolben (26 ) während eines Abbremsvorgangs zurücklegt, und wobei der Abbremsabschnitt einen Bereich (58 ) aufweist, dessen Durchmesser (d2) größer als der Durchmesser (d1) des Zylinders (51 ) im Beschleunigungsabschnitt ist. - Leistungsschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Gasdämpfer (
50 ) ein Ventil (56 ) aufweist, das beim Trennen der elektrisch leitenden Verbindung geschlossen ist und beim Ausbilden der elektrisch leitenden Verbindung geöffnet ist. - Leistungsschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das dielektrische isolierende Gas im Leistungsschalter vorhanden ist und eine organische Fluorverbindung umfasst, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: ein Fluoräther, ein Oxiran, ein Fluoramin, ein Fluorketon, ein Fluorolefin; und Mischungen und/oder Zersetzungsprodukte dieser Komponenten; und insbesondere wobei das dielektrische Gas im Leistungsschalter ein Trägergas mit umfasst.
- Verfahren zum Trennen einer leitenden Verbindung eines Hochspannungsschalters, insbesondere eines Leistungsschalters gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren umfasst: – Bewegen eines ersten Kontaktelements (
21 ;23 ) in eine erste Richtung (R1) entlang einer Achse (A) des Hochspannungsschalters mittels eines Antriebs (30 ), – Übertragen der Bewegung des ersten Kontaktelements (21 ;23 ) mittels eines Getriebes (40 ) auf ein an seiner Abtriebsseite vorgesehenes, zweites Kontaktelement (22 ;24 ), so dass das zweite Kontaktelement (22 ;24 ) in eine von der ersten Richtung (R1) entgegengesetzte, zweite Richtung (R2) bewegt wird, – Trennen des ersten Kontaktelements (21 ;23 ) von dem zweiten Kontaktelement (22 ;24 ), und – Dämpfen der Bewegung des zweiten Kontaktelements (22 ;24 ) mittels eines an der Abtriebsseite des Getriebes (40 ) vorgesehenen Gasdämpfers (50 ).
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014102929.1A DE102014102929A1 (de) | 2014-03-05 | 2014-03-05 | Gasdämpfer für einen Hochspannungsschalter |
FR1500410A FR3018388B1 (fr) | 2014-03-05 | 2015-03-04 | Amortisseur a gaz pour un interrupteur a haute tension |
CN201510097458.8A CN104900446B (zh) | 2014-03-05 | 2015-03-05 | 用于高压开关的气体缓冲器 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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---|---|
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DE (1) | DE102014102929A1 (de) |
FR (1) | FR3018388B1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3385969A1 (de) * | 2017-04-07 | 2018-10-10 | ABB Schweiz AG | Gasisolierter leistungsschalter und verfahren zum trennen einer elektrischen verbindung |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107126660B (zh) * | 2016-02-26 | 2021-02-05 | 中化蓝天集团有限公司 | 一种包含含氟酮的组合物 |
KR20180087745A (ko) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | 엘에스산전 주식회사 | 다중 레버를 가진 듀얼 모션 방식의 가스절연 개폐장치 |
CN110071012B (zh) * | 2019-05-08 | 2024-02-06 | 沈阳工业大学 | 一种自能式双动灭弧室 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3896282A (en) | 1973-05-25 | 1975-07-22 | S & C Electric Co | High voltage circuit interrupting device |
DE2943881A1 (de) * | 1978-10-30 | 1980-05-14 | Tokyo Shibaura Electric Co | Gasisolierter trennschalter |
EP0809269A2 (de) | 1996-05-24 | 1997-11-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Hochspannungs-Leistungsschalter mit zwei antreibbaren Schaltkontaktstücken |
EP1630840A1 (de) | 2004-08-23 | 2006-03-01 | ABB Technology AG | Hochleistungsschalter mit Bewegungsumkehr |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE916192C (de) * | 1952-02-07 | 1954-08-05 | Voigt & Haeffner Ag | Elektrischer Hochleistungsschalter |
CN201584359U (zh) * | 2009-01-16 | 2010-09-15 | 北京维益埃电气有限公司 | 气体缓冲器 |
WO2012155952A1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-22 | Abb Technology Ag | Double-motion gas insulated type circuit breaker |
-
2014
- 2014-03-05 DE DE102014102929.1A patent/DE102014102929A1/de active Pending
-
2015
- 2015-03-04 FR FR1500410A patent/FR3018388B1/fr active Active
- 2015-03-05 CN CN201510097458.8A patent/CN104900446B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3896282A (en) | 1973-05-25 | 1975-07-22 | S & C Electric Co | High voltage circuit interrupting device |
DE2943881A1 (de) * | 1978-10-30 | 1980-05-14 | Tokyo Shibaura Electric Co | Gasisolierter trennschalter |
EP0809269A2 (de) | 1996-05-24 | 1997-11-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Hochspannungs-Leistungsschalter mit zwei antreibbaren Schaltkontaktstücken |
DE19622460A1 (de) * | 1996-05-24 | 1997-11-27 | Siemens Ag | Hochspannungs-Leistungsschalter mit zwei antreibbaren Schaltkontaktstücken |
EP1630840A1 (de) | 2004-08-23 | 2006-03-01 | ABB Technology AG | Hochleistungsschalter mit Bewegungsumkehr |
Cited By (2)
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EP3385969A1 (de) * | 2017-04-07 | 2018-10-10 | ABB Schweiz AG | Gasisolierter leistungsschalter und verfahren zum trennen einer elektrischen verbindung |
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