DE102016217759A1 - Device and method for switching medium and high voltages - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) und ein Verfahren zum Schalten von Mittel- und Hochspannungen, mit wenigstens einem Trennschalter (2) zum elektrischen Trennen und/oder Verbinden eines Strompfads über wenigstens einen Trennkontakt (3) mit wenigstens zwei Kontaktstücken (11), wobei der wenigstens eine Trennkontakt (3) zwei Anschlussseiten (4, 5) mit jeweils wenigstens einem Kontaktstück (11) und mit jeweils wenigstens einem elektrischen Anschluss (6, 7) aufweist, und wobei auf wenigstens einer Anschlussseite (4, 5) eine Vakuumröhre (8) angeordnet ist. Wenigstens ein Träger (9) ist für den wenigstens einen Trennschalter (2) umfasst. Die wenigstens eine Vakuumröhre (8) ist in dem wenigstens einen Isolator (10) angeordnet.The invention relates to a device (1) and a method for switching medium and high voltages, comprising at least one disconnecting switch (2) for electrically disconnecting and / or connecting a current path via at least one isolating contact (3) with at least two contact pieces (11). wherein the at least one isolating contact (3) has two connection sides (4, 5) each having at least one contact piece (11) and each having at least one electrical connection (6, 7), and wherein on at least one connection side (4, 5) a vacuum tube (8) is arranged. At least one carrier (9) is included for the at least one disconnect switch (2). The at least one vacuum tube (8) is arranged in the at least one insulator (10).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schalten von Mittel- und Hochspannungen, mit wenigstens einem Trennschalter zum elektrischen Trennen und/oder Verbinden eines Strompfads über wenigstens einen Trennkontakt mit wenigstens zwei Kontaktstücken, wobei der wenigstens eine Trennkontakt zwei Anschlussseiten mit jeweils wenigstens einem Kontaktstück und mit jeweils wenigstens einem elektrischen Anschluss aufweist, und wobei auf wenigstens einer Anschlussseite eine Vakuumröhre angeordnet ist. Wenigstens ein Träger ist für den wenigstens einen Trennschalter umfasst. The invention relates to a device and a method for switching medium and high voltages, with at least one disconnector for electrically disconnecting and / or connecting a current path via at least one isolating contact with at least two contact pieces, wherein the at least one isolating contact two terminal sides, each with at least one contact piece and each having at least one electrical connection, and wherein on at least one connection side, a vacuum tube is arranged. At least one carrier is included for the at least one circuit breaker.
Vorrichtungen zum Schalten von Mittel- und Hochspannungen, insbesondere für Spannungen im Bereich von 1 kV bis 70 kV und/oder von 70 kV bis 1200 kV, umfassen z. B. Leistungsschalter, Trennschalter, und/oder Erdungsschalter als Schaltgeräte. Die Schaltgeräte können in Gehäusen oder als Freiluftschaltgeräte angeordnet sein. Freiluftschaltgeräte sind ohne äußeres Gehäuse, z. B. auf einem oder mehreren Trägern montiert und können Isolatoren zum elektrischen Isolieren gegenüber Erde umfassen. Eine oder mehrere Strombahnen können über die Schaltgeräte unterbrochen werden, z. B. ein, zwei oder drei Strombahnen bei einer entsprechenden ein-, zwei- oder dreipoligen Vorrichtung zum Schalten. Devices for switching medium and high voltages, in particular for voltages in the range of 1 kV to 70 kV and / or from 70 kV to 1200 kV, include, for. As circuit breakers, disconnectors, and / or earthing switch as switching devices. The switching devices can be arranged in housings or as outdoor switching devices. Outdoor switching devices are without external housing, z. B. mounted on one or more carriers and may include insulators for electrical isolation from earth. One or more current paths can be interrupted via the switching devices, eg. B. one, two or three current paths in a corresponding one, two or three-pole device for switching.
Trennschalter trennen oder verbinden eine Strombahn nach außen hin sichtbar. Ein vom Trennschalter umfasster Kontakt mit zwei Kontaktstücken wird getrennt, durch relatives voneinander wegbewegen der Kontaktstücke, oder verbunden, durch relatives aufeinander zubewegen der zwei Kontaktstücke, bis ein gegenseitiger Kontakt erreicht ist. Trennschalter können z. B. als Drehtrennschalter mit wenigstens einem Dreharm als Kontaktstück, als Pantographentrenner, Kniehebeltrennschalter, Teleskoparmtrennschalter oder Einfachschwenktrennschalter ausgebildet sein. Dabei kann ein Kontaktstück beweglich ausgebildet sein, z. B. als Dreh- oder Schwenkarm, und das Gegenkontaktstück kann fest angeordnet sein, z. B. ausgebildet als Kontaktblech, Arm oder Haken. Alternativ kann das Gegenkontaktstück ebenfalls beweglich angeordnet sein, z. B. als dreh- oder schwenkbarer Kontaktarm. Disconnectors disconnect or connect a current path visible to the outside. A contact with two contact pieces encompassed by the circuit breaker is disconnected by relative movement of the contact pieces away from one another or connected by relative movement of the two contact pieces until mutual contact is achieved. Disconnector can z. B. as a rotary disconnect switch with at least one rotary arm as contact piece, as a pantograph separator, toggle disconnector, Teleskoparmtrennschalter or single pivot disconnector. In this case, a contact piece may be designed to be movable, for. B. as a rotary or swivel arm, and the mating contact may be fixed, z. B. formed as a contact plate, arm or hook. Alternatively, the mating contact piece may also be arranged to be movable, for. B. as a rotatable or pivotable contact arm.
Dabei können ein oder beide Kontaktstücke eines zugehörigen Kontakts, insbesondere eines Freiluftkontakts, jeweils auf einem Isolator angeordnet sein. Bei einem festen Kontaktstück ist der Isolator fest angeordnet. Bei einem beweglichen Kontaktstück kann das Kontaktstück über eine Bewegung des Isolators oder durch Bewegung von Elementen einer kinematischen Kette, insbesondere über Elemente im Isolator angeordnet, bewegt werden. Die Isolatoren können z. B. Keramik- oder Silikonisolatoren sein, insbesondere mit gerippter Form. Die Isolatoren sind z. B. senkrecht stehend, auf einem Träger angeordnet. Kontaktstücke können am oberen Ende der Isolatoren angeordnet sein. Kontaktstücke können auch in einem Gehäuse wie z. B. einem Schaltschrank angeordnet sein. Der Trennschalter kann über ein Fenster im Gehäuse nach außen hin sichtbar sein. Eine Verriegelung, z. B. des Schaltschranks kann dafür sorgen, dass bei geschlossenem Kontakt ein Öffnen des Schaltschranks nicht möglich ist. In this case, one or both contact pieces of an associated contact, in particular an open-air contact, may each be arranged on an insulator. For a fixed contact piece, the insulator is fixed. In a movable contact piece, the contact piece can be moved via a movement of the insulator or by moving elements of a kinematic chain, in particular via elements in the insulator. The insulators can z. B. ceramic or silicone insulators, in particular with ribbed form. The insulators are z. B. vertical, arranged on a support. Contact pieces can be arranged at the upper end of the insulators. Contact pieces can also be in a housing such. B. be arranged a cabinet. The circuit breaker may be visible through a window in the housing to the outside. A lock, z. As the cabinet can ensure that when the contact is closed, opening the cabinet is not possible.
Beim Schalten hoher Spannungen können Lichtbögen auftreten. Ein Schalten hoher Spannungen erfolgt aus diesem Grund in der Regel mit Hilfe von Leistungsschaltern. Leistungsschalter umfassen elektrische Kontakte zum Schalten, mit z. B. Nennstrom- und Lichtbogenkontaktstücken in einem Isolator angeordnet, welche ein Löschen von Lichtbögen erlauben. Die Kontakte sind z. B. von einem Schalt- bzw. Löschgas im Isolator umgeben, insbesondere SF6, und beim Schalten kann durch eine Beströmung der Kontaktstücke mit dem Löschgas das Auftreten eines Lichtbogens unterdrückt werden oder der Lichtbogen gelöscht werden. Alternativ oder zusätzlich können Vakuumröhren, mit einem Kontakt in einem Vakuum angeordnet, zum Schalten hoher Spannungen verwendet werden. Diese Leistungsschalter sind z. B. in Schaltschränken verbaut. Ein Schalten hoher Spannungen erfolgt über den Leistungsschalter und das Trennen der Strombahn wird aus Sicherheitsgründen durch den Trennschalter nach außen hin sichtbar gemacht. Beide Schaltgeräte können in einem Schaltschrank oder auf einem gemeinsamen Träger einzeln montiert sein oder auf verschiedenen Trägern. When switching high voltages arcing may occur. For this reason, high-voltage switching usually takes place with the aid of circuit breakers. Circuit breakers include electrical contacts for switching, with z. B. rated current and arcing contact pieces are arranged in an insulator, which allow erasing arcing. The contacts are z. B. surrounded by a switching or quenching gas in the insulator, in particular SF 6 , and the switching can be suppressed by a flow of the contact pieces with the quenching gas, the occurrence of an arc or the arc can be deleted. Alternatively or additionally, vacuum tubes arranged with a contact in a vacuum may be used for switching high voltages. These circuit breakers are z. B. installed in cabinets. Switching high voltages occurs via the circuit breaker and the separation of the current path is made visible for safety reasons by the disconnector to the outside. Both switchgear can be mounted individually in a control cabinet or on a common carrier or on different carriers.
Leistungsschalter mit Löschgas sind in der Regel sehr groß und benötigen viel Raum. Sie sind geeignet sehr hohe Spannungen zu schalten. Vakuumröhren können räumlich kleiner dimensioniert sein, und sind in der Regel dazu ausgelegt geringere Spannungen zu schalten. Eine Anordnung von Vakuumröhren in Reihe ermöglicht ein Schalten hoher Spannungen. Die Anordnung von mehreren Vakuumröhren auf wenigstens einem Träger oder in einem Schaltschrank oder die Verwendung eines großen Leistungsschalters mit Löschgas, verbraucht viel Raum und führt zu hohen Kosten. Der Raumverbrauch und die Kosten werden durch Anordnung der separaten Trennschalter weiter erhöht. Circuit breakers with extinguishing gas are usually very large and require a lot of space. They are suitable for switching very high voltages. Vacuum tubes can be dimensioned smaller in size, and are usually designed to switch lower voltages. An array of vacuum tubes in series allows high voltage switching. The arrangement of several vacuum tubes on at least one carrier or in a control cabinet or the use of a large circuit breaker with quenching gas, consumes a lot of space and leads to high costs. The space consumption and costs are further increased by arranging the separate disconnectors.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Vermeidung bzw. Reduzierung der zuvor beschriebenen Probleme. Insbesondere ist es Aufgabe eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schalten von Mittel- und Hochspannungen anzugeben, welche wenig Raum verbrauchen und geringe Kosten verursachen, bei gleichzeitig hohen möglichen Schaltleistungen. The object of the present invention is the avoidance or reduction of the problems described above. In particular, it is an object to provide a device and a method for switching medium and high voltages, which consume little space and cause low costs, while high possible switching capacity.
Die angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Schalten von Mittel- und Hochspannungen mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und/oder durch ein Verfahren zum Schalten von Mittel- und Hochspannungen mit einer zuvor beschriebenen Vorrichtung gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schalten von Mittel- und Hochspannungen und/oder des Verfahrens zum Schalten von Mittel- und Hochspannungen mit der zuvor beschriebenen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei sind Gegenstände der Hauptansprüche untereinander und mit Merkmalen von Unteransprüchen sowie Merkmale der Unteransprüche untereinander kombinierbar. The stated object is achieved by a device for switching medium and high voltages with the features according to claim 1 and / or by a method for switching medium and high voltages with a device described above according to
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schalten von Mittel- und Hochspannungen umfasst wenigstens einen Trennschalter zum elektrischen Trennen und/oder Verbinden eines Strompfads, wobei der Strompfad über wenigstens einen Trennkontakt mit wenigstens zwei Kontaktstücken führt. Der wenigstens eine Trennkontakt weist zwei Anschlussseiten mit jeweils wenigstens einem Kontaktstück und mit jeweils wenigstens einem elektrischen Anschluss auf. Auf wenigstens einer Anschlussseite ist eine Vakuumröhre angeordnet, und wenigstens ein Träger für den wenigstens einen Trennschalter ist von der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst. Die wenigstens eine Vakuumröhre ist erfindungsgemäß in einem Isolator angeordnet. A device according to the invention for switching medium and high voltages comprises at least one disconnecting switch for electrically disconnecting and / or connecting a current path, wherein the current path leads via at least one isolating contact with at least two contact pieces. The at least one isolating contact has two connection sides, each having at least one contact piece and each having at least one electrical connection. On at least one connection side, a vacuum tube is arranged, and at least one carrier for the at least one disconnecting switch is included in the device according to the invention. The at least one vacuum tube is arranged according to the invention in an insulator.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schalten von Mittel- und Hochspannungen verbraucht wenig Raum, da in wenigstens einem Isolator des Trennschalters die wenigstens eine Vakuumröhre als Leistungsschalter angeordnet bzw. integriert ist. Der geringere Raumbedarf und damit der geringere Materialverbrauch für den Träger sowie die Verwendung von Isolatoren des Trennschalters als Gehäuse bzw. Isolator für die Vakuumröhre als Leistungsschalter, führt zu geringeren Kosten im Vergleich zu einer unabhängig von Elementen des Trennschalters angeordneten Vakuumröhre oder der Verwendung eines Leistungsschalters mit Lösch- bzw. Schaltgas. Gleichzeitig ermöglicht die Kombination von Vakuumröhre als Leistungsschalter, in welchem ein Lichtbogen kurzzeitig auftreten kann, und Trennschaltern zur nach außen hin sichtbaren Trennung des Strompfads, hohe Leistungen bzw. hohe Spannungen und/oder Ströme zu schalten. The inventive device for switching medium and high voltages consumes little space, since in at least one isolator of the circuit breaker, the at least one vacuum tube is arranged or integrated as a circuit breaker. The lower space requirement and thus the lower material consumption for the carrier and the use of insulators of the circuit breaker as housing or insulator for the vacuum tube as a circuit breaker, leads to lower costs compared to a arranged independently of elements of the circuit breaker vacuum tube or the use of a circuit breaker Extinguishing or switching gas. At the same time, the combination of a vacuum tube as a circuit breaker, in which an arc can occur for a short time, and disconnectors for the visible to the outside separation of the current path, high powers or high voltages and / or currents to switch.
Wenigstens ein erstes Kontaktstück der wenigstens zwei Kontaktstücke kann beweglich angeordnet sein und wenigstens ein zweites Kontaktstück der wenigstens zwei Kontaktstücke kann fest oder beweglich angeordnet sein. Insbesondere kann der wenigstens eine Trennschalter nach Art eines Drehtrenners ausgebildet sein. Das wenigstens eine erste Kontaktstück und/oder das wenigstens eine zweite Kontaktstück können in Form eines Dreharms ausgebildet sein. Alternativ kann der Trennschalter oder zusätzlich können Trennschalter z. B. nach Art eines Pantographentrennschalters, Kniehebeltrennschalters, Teleskoparmtrennschalters oder Einfachschwenktrennschalters ausgebildet sein. Der oder die Trennschalter können als Ein-, Zwei- oder Mehr-Säulentrennschalter ausgebildet sein. Die Kontaktstücke können z. B. als feste oder bewegliche Arme, Schienen, Bleche, Stangen oder Kombinationen daraus ausgebildet sein, insbesondere umfassend Aluminium, Kupfer und/oder Stahl, z. B. mit versilberten Kontaktstellen. Diese Formen der Kontaktstücke ermöglichen einen guten Kontakt, ein einfaches elektrisches Öffnen oder Verbinden des Strompfads über Kontakte und sind kostengünstig ausführbar. At least one first contact piece of the at least two contact pieces may be movably arranged and at least one second contact piece of the at least two contact pieces may be fixed or movable. In particular, the at least one circuit breaker may be designed in the manner of a rotary isolator. The at least one first contact piece and / or the at least one second contact piece may be formed in the form of a rotary arm. Alternatively, the circuit breaker or in addition may disconnector z. B. in the manner of a Pantographentrennschalters, toggle switch, Teleskoparmtrennschalters or single pivot disconnector. The one or more disconnectors may be formed as one, two or more column disconnector. The contact pieces may, for. B. as fixed or movable arms, rails, sheets, rods or combinations thereof, in particular comprising aluminum, copper and / or steel, for. B. with silvered contact points. These forms of contact pieces allow a good contact, a simple electrical opening or connecting the current path via contacts and are inexpensive to carry out.
Das wenigstens eine erste Kontaktstück und/oder das wenigstens eine zweite Kontaktstück können wenigstens einen Isolator mit wenigstens einer Vakuumröhre umfassen. Die Integration bzw. Anordnung der Isolatoren mit Vakuumröhre in den kontaktstücken ermöglicht einen besonders kompakten Aufbau der Vorrichtung. Die Vakuumröhre kann auch ohne Isolator in das wenigstens eine Kontaktstück integriert werden. Insbesondere können das wenigstens eine erste und/oder das wenigstens eine zweite Kontaktstück mit Vakuumröhre nach Art eines Kontaktarms ausgebildet sein. The at least one first contact piece and / or the at least one second contact piece may comprise at least one insulator with at least one vacuum tube. The integration or arrangement of the insulators with vacuum tube in the contact pieces allows a particularly compact design of the device. The vacuum tube can also be integrated without insulator into the at least one contact piece. In particular, the at least one first and / or the at least one second contact piece with vacuum tube may be designed in the manner of a contact arm.
Der Isolator, welcher entlang seiner Längsachse wenigstens eine Vakuumröhre umfasst, mit der Längsachse der Vakuumröhre z. B. parallel und/oder kongruent der Längsachse des Isolators angeordnet, und welcher entlang einer Längsachse mit anderen, insbesondere länglichen, leitenden Elementen einen Kotaktarm ausbildet, ergibt ein stabiles, kompaktes Kontaktstück nach Art eines Kontaktarms. Der Isolator kann die mechanische Last tragen, um die Vakuumröhre mechanisch zu entlasten. The insulator, which comprises at least one vacuum tube along its longitudinal axis, with the longitudinal axis of the vacuum tube z. B. parallel and / or congruent to the longitudinal axis of the insulator, and which forms along a longitudinal axis with other, in particular elongated, conductive elements Kotaktarm, results in a stable, compact contact piece in the manner of a contact. The insulator can carry the mechanical load to mechanically relieve the vacuum tube.
Jedes Kontaktstück kann wenigstens einen Isolator mit wenigstens einer Vakuumröhre umfassen. Die Anordnung von mehreren Vakuumröhren in Reihe ermöglicht ein Schalten größerer Spannungen verglichen mit der Verwendung von nur einer Vakuumröhre. Alle Kontaktstücke können nach Art eines Kontaktarms ausgebildet sein und/oder alle Kontaktstücke können wenigstens eine Vakuumröhre aufweisen. Dadurch ist mit Hilfe eines kompakten Aufbaus eine große Leistung bzw. Spannung schaltbar, wobei der Aufbau als Kontaktarm ein einfaches Schwenken oder Drehen und damit Öffnen und/oder Schließen des Strompfads über den Kontakt ermöglicht. Each contact piece may comprise at least one insulator with at least one vacuum tube. The arrangement of several vacuum tubes in series allows switching of larger voltages compared to the use of only one vacuum tube. All contact pieces may be designed in the manner of a contact arm and / or all contact pieces may have at least one vacuum tube. As a result, with the help of a compact design, a large power or voltage switchable, the structure as a contact allows easy pivoting or turning and thus opening and / or closing the current path through the contact.
Der wenigstens eine Isolator kann ein Freiluft-Isolator sein und/oder im Freien ohne äußeres Gehäuse angeordnet sein. Dies spart Raum und Kosten für weitere Gehäuse, wobei der Isolator Kräfte aufnehmen kann, welche sonst auf die Vakuumröhre wirken und zu einer Beschädigung oder Zerstörung der Vakuumröhre führen können. Der Isolator schützt die wenigstens eine Vakuumröhre ebenfalls vor Wettereinflüssen und kann als Gehäuse für die wenigstens eine Vakuumröhre dienen. The at least one insulator may be an open-air insulator and / or be arranged outdoors without an outer housing. This saves space and costs for additional housings, with the insulator forces can absorb, which otherwise act on the vacuum tube and can lead to damage or destruction of the vacuum tube. The insulator also protects the at least one vacuum tube from weathering and may serve as a housing for the at least one vacuum tube.
Der wenigstens eine Träger kann wenigstens einen Isolator umfassen und der wenigstens eine Isolator des wenigstens einen Trägers kann dem wenigstens einen ersten und/oder dem wenigstens einen zweiten Kontaktstück zugeordnet sein. Das jeweilige Kontaktstück wird insbesondere auf dem dazugehörigen Isolator angeordnet, welcher z. B. senkrecht auf einem Träger steht. Dadurch kann das jeweilige Kontaktstück auf dem Isolator des Trägers gelagert angeordnet sein, insbesondere beweglich gelagert oder fest. Das wenigstens eine erste Kontaktstück kann z. B. beweglich auf dem Isolator gelagert sein, insbesondere drehbar z. B. um die Mittel- bzw. Längsachse des Isolators. Das wenigstens eine zweite Kontaktstücks kann z. B. beweglich oder fest auf einem Isolator angeordnet sein. Eine Bewegung des einen oder beider Kontaktstücke auf dem jeweiligen Isolator angeordnet, ermöglicht ein Öffnen und/oder Schließen des Strompfads über den Kontakt. The at least one carrier may comprise at least one insulator and the at least one insulator of the at least one carrier may be associated with the at least one first and / or the at least one second contact piece. The respective contact piece is arranged in particular on the associated insulator, which z. B. is perpendicular to a support. As a result, the respective contact piece can be arranged to rest on the insulator of the carrier, in particular movably mounted or fixed. The at least one first contact piece may, for. B. movably mounted on the insulator, in particular rotatable z. B. about the central or longitudinal axis of the insulator. The at least one second contact piece may, for. B. movable or fixed on an insulator. A movement of the one or both contact pieces arranged on the respective insulator, makes it possible to open and / or close the current path via the contact.
Wenigstens eine Vakuumröhre kann in dem wenigstens einen Isolator angeordnet sein, insbesondere wenigstens eine Vakuumröhre in dem wenigstens einen Isolator des wenigstens einen Trägers des wenigstens einen ersten Kontaktstücks und/oder wenigstens eine Vakuumröhre in dem wenigstens einen Isolator des wenigstens einen Trägers des wenigstens einen zweiten Kontaktstücks. Es kann somit nur in einem Isolator auf einer Anschlussseite eine oder mehr Vakuumröhren angeordnet sein, z. B. auf der festen Seite der Einfachheit halber, zum Schalten geringerer Leistungen, oder es können auf beiden Anschlussseiten des Kontakts in den jeweiligen Isolatoren Vakuumröhren angeordnet sein, zum Schalten höherer Leistungen. Dabei kann der wenigstens eine Isolator ein Freiluft-Isolator sein und/oder im Freien ohne äußeres Gehäuse angeordnet sein, mit den zuvor für Isolatoren im Kontaktstück integriert beschriebenen Vorteilen. At least one vacuum tube can be arranged in the at least one insulator, in particular at least one vacuum tube in the at least one insulator of the at least one carrier of the at least one first contact piece and / or at least one vacuum tube in the at least one insulator of the at least one carrier of the at least one second contact piece , It can thus be arranged only in an insulator on a connection side, one or more vacuum tubes, for. For example, on the solid side for the sake of simplicity, for switching lower powers, or it can be arranged on both sides of the terminal connection in the respective insulators vacuum tubes, for switching higher power. In this case, the at least one insulator can be an open-air insulator and / or be arranged outdoors without an outer housing, with the advantages previously described for insulators in the contact piece.
Auf jeder Anschlussseite des wenigstens einen Trennkontakts kann wenigstens eine Vakuumröhre angeordnet sein. Eine elektrische Anordnung der Vakuumröhren in Reihe zueinander und in Reihe zu dem Kontakt ermöglicht eine höhere Schaltspannung als bei Verwendung von nur einer Vakuumröhre gleicher Eigenschaften. Mehrere Vakuumröhren auf jeder Anschlussseite und/oder eine Kombination von Vakuumröhren in den Kontaktstücken und in den Isolatoren der Träger, welche die Kontaktstücke insbesondere tragen, kann sehr hohe Schaltspannungen bzw. Schaltleistungen ermöglichen, bei einem kompakten Aufbau. At least one vacuum tube may be arranged on each connection side of the at least one release contact. An electrical arrangement of the vacuum tubes in series with each other and in series with the contact allows for a higher switching voltage than when using only one vacuum tube of the same characteristics. Several vacuum tubes on each connection side and / or a combination of vacuum tubes in the contact pieces and in the insulators of the carriers, which carry the contact pieces in particular, can allow very high switching voltages or switching performance, in a compact design.
Ein Stromwandler, insbesondere ein optischer Stromwandler kann umfasst sein und/oder ein Erdungsschalter, insbesondere jeweils ein Erdungsschalter auf jeder Anschlussseite, kann umfasst sein. Dadurch können weitere Funktionen durch die Vorrichtung realisiert werden bei kompaktem Aufbau. A current transformer, in particular an optical current transformer, can be included and / or a grounding switch, in particular in each case a grounding switch on each connection side, can be included. As a result, further functions can be realized by the device in a compact design.
Wenigstens ein Antrieb kann umfasst sein, insbesondere genau ein Antrieb und/oder ein gemeinsamer Antrieb für die Vakuumröhre und für den Trennkontakt. Der Antrieb kann ebenfalls weitere Schalteinrichtungen wie z. B. Erdungsschalter antreiben. Ein Ein-, ein Zwei-, oder ein Dreiphasiger-Antrieb kann umfasst sein. Ein gemeinsamer Antrieb für die Schalteinrichtungen, insbesondere verbunden über Elemente einer kinematischen Kette mit den Schalteinrichtungen, kann Kosten sparen gegenüber mehreren Antrieben. Dabei können Getriebeelemente unterschiedliche Schaltzeiten und/oder Kräfte bewirken. Alternativ können mehrere Antriebe verwendet werden, z. B. für jede Schalteinrichtung wie Trennschalter, Leistungsschalter und/oder Erdungsschalter ein eigener Antrieb. Dadurch können die Antriebe den Bedürfnissen der unterschiedlichen Schalteinrichtungen angepasst sein und Elemente der kinematischen Kette, insbesondere Getriebeteile können eingespart werden. Als Antrieb können z. B. Motor- und/oder Federspeicherantriebe verwendet werden. At least one drive can be included, in particular exactly one drive and / or one common drive for the vacuum tube and for the isolating contact. The drive can also other switching devices such. B. Power earthing switch. A one, a two, or a three phase drive may be included. A common drive for the switching devices, in particular connected via elements of a kinematic chain with the switching devices, can save costs compared to multiple drives. In this case, transmission elements can cause different switching times and / or forces. Alternatively, multiple drives can be used, for. B. for each switching device such as disconnectors, circuit breakers and / or earthing switch own drive. This allows the drives to be adapted to the needs of the different switching devices and elements of the kinematic chain, in particular transmission parts can be saved. As drive z. B. engine and / or spring drives can be used.
Wenigstens eine Verriegelung zwischen der wenigstens einen Vakuumröhre und dem wenigstens einen Trennkontakt kann umfasst sein. Dadurch kann der Trennkontakt bei geschlossenem Strompfad über die wenigstens eine Vakuumröhre verriegelt werden. Ein Öffnen des Trennkontakts bei Vakuumröhren im eingeschalteten Zustand kann durch die Verriegelung verhindert werden, was zu einer höheren Sicherheit führt. Falsche Schaltstellungen, wie z. B. eingeschaltete Vakuumröhre beim Öffnen des Trennkontakts, können zu einer Beschädigung des Trennkontakts insbesondere durch große Lichtbögen führen. Auch mögliche Verletzungen von Personen durch z. B. Überschläge können so verhindert werden. At least one interlock between the at least one vacuum tube and the at least one isolating contact may be included. As a result, the isolating contact can be locked when the current path is closed via the at least one vacuum tube. An opening of the isolating contact in vacuum tubes in the on state can be prevented by the lock, resulting in a higher security. Wrong switch positions, such. B. switched vacuum tube when opening the release contact, can lead to damage of the release contact in particular by large arcs. Also possible injuries of persons by z. B. arcing can be prevented.
Wenigstens zwei oder mehr Vakuumröhren können elektrisch in Reihe angeordnet sein. Die Vorteile sind wie zuvor beschrieben, dass höhere Schaltleistungen bzw. Schaltspannungen durch die Reihenschaltung möglich sind. At least two or more vacuum tubes may be electrically connected in series. The advantages are as described above, that higher switching powers or switching voltages are possible through the series connection.
Der wenigstens eine Isolator kann einen Hohlisolator, insbesondere einen fluidgefüllten Hohlisolator, und/oder eine Feststoffisolation umfassen. Der wenigstens eine Isolator kann auch ein Hohlisolator, insbesondere ein fluidgefüllter Hohlisolator, und/oder eine Feststoffisolation sein. In einem Hohlisolator können Vakuumröhren einfach und kostengünstig angeordnet werden und bei Bedarf gewartet und/oder gewechselt werden. Feststoffisolation der Vakuumröhren ermöglicht sehr kompakte, raumsparende Aufbauten. Der wenigstens eine Isolator kann aus Silikon und/oder Keramik sein, und/oder der wenigstens eine Isolator kann Silikon und/oder Keramik umfassen. Silikon und Keramik sind kostengünstige Materialien, mit hoher mechanischer Stabilität, welche z. B. durch Verwendung von Verbundwerkstoffen in Verbindung mit Silikon weiter erhöht werden kann, und weisen gute elektrische Isolationseigenschaften auf, d. h. sind gute elektrische Isolatoren. The at least one insulator may comprise a hollow insulator, in particular a fluid-filled hollow insulator, and / or a solid insulation. The at least one insulator may also be a hollow insulator, in particular a fluid-filled hollow insulator, and / or a solid insulation. In a hollow insulator vacuum tubes can be easily and inexpensively arranged and maintained and / or changed if necessary. Solid insulation of Vacuum tubes allow very compact, space-saving structures. The at least one insulator may be made of silicone and / or ceramic, and / or the at least one insulator may comprise silicone and / or ceramic. Silicone and ceramics are inexpensive materials, with high mechanical stability, which z. B. can be further increased by using composite materials in conjunction with silicone, and have good electrical insulation properties, ie, are good electrical insulators.
Die Vorrichtung kann nach Art von Mehrfachsammelschienenmodulen aufgebaut sein. Sammelschienen ermöglichen den Anschluss mehrerer Stromleitungen und weisen eine hohe Stromtragfähigkeit bei geringem elektrischem Widerstand auf. Ein Aufbau unter Verwendung von Mehrfachsammelschienenmodulen, insbesondere in Kombination mit Schaltfeldern, ermöglicht einen übersichtlichen, raumsparenden Aufbau für eine große Zahl an angeschlossenen elektrischen Leitungen. Ein Modularer Aufbau führt zu Kostenreduktion bei gleichzeitiger Flexibilität, wobei die Module für den gewünschten Einsatzfall zusammengestellt bzw. verschaltet werden können. The device may be constructed in the manner of multiple busbar modules. Busbars allow the connection of several power lines and have a high current carrying capacity with low electrical resistance. A structure using multiple busbar modules, especially in combination with switch panels, allows a clear, space-saving design for a large number of connected electrical lines. A modular design leads to cost reduction while flexibility, whereby the modules can be assembled or interconnected for the desired application.
Ein elektrisch isolierendes Fluid kann umfasst sein, insbesondere eine Flüssigkeit und/oder ein Gas, insbesondere SF6, CF4, Stickstoff, trockene Luft, Kohlendioxid, ein Fluorketon, ein Fluornitril, und/oder eine Mischung der Fluide. Insbesondere der wenigstens eine Isolator kann mit dem elektrisch isolierenden Fluid, insbesondere einer Flüssigkeit und/oder einem Gas, insbesondere SF6, CF4, Stickstoff, trockene Luft, Kohlendioxid, ein Fluorketon, ein Fluornitril, und/oder einer Mischung der Fluide befüllt sein. Dadurch kann eine gute Isolation bei kompaktem Aufbau erreicht werden, wobei die Isolatoren insbesondere kleiner dimensioniert sein können als bei Verwendung von Isolatoren ohne isolierendem Fluid. An electrically insulating fluid may be included, in particular a liquid and / or a gas, in particular SF 6 , CF 4 , nitrogen, dry air, carbon dioxide, a fluoroketone, a fluoronitrile, and / or a mixture of the fluids. In particular, the at least one insulator can be filled with the electrically insulating fluid, in particular a liquid and / or a gas, in particular SF 6 , CF 4 , nitrogen, dry air, carbon dioxide, a fluoroketone, a fluoronitrile, and / or a mixture of the fluids , This allows a good insulation can be achieved in a compact design, the insulators can be dimensioned smaller in particular than when using insulators without insulating fluid.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Schalten von Mittel- und Hochspannungen mit der zuvor beschriebenen Vorrichtung umfasst, dass die wenigstens eine Vakuumröhre ausgeschaltet wird und gleichzeitig oder darauf folgend der Strompfad über den wenigstens einen Trennkontakt getrennt wird, und/oder dass gleichzeitig oder darauf folgend über wenigstens einen oder mehr Erdungsschalter wenigstens eine Seite des Trennkontakts, insbesondere beide Seiten des Trennkontakts geerdet werden, und/oder dass der Strompfad über den wenigstens einen Trennkontakt verbunden wird und gleichzeitig oder darauf folgend die wenigstens eine Vakuumröhre eingeschaltet wird. A method according to the invention for switching medium and high voltages with the device described above comprises switching off the at least one vacuum tube and simultaneously or subsequently disconnecting the current path via the at least one isolating contact, and / or simultaneously or subsequently via at least one or more earthing switches at least one side of the isolating contact, in particular both sides of the isolating contact are grounded, and / or that the current path is connected via the at least one isolating contact and at the same time or subsequently the at least one vacuum tube is switched on.
Auf beiden Seiten des Trennkontakts kann jeweils wenigstens eine Vakuumröhre ausgeschaltet werden und gleichzeitig oder darauf folgend kann der Strompfad über den wenigstens einen Trennkontakt getrennt werden, und/oder es können gleichzeitig oder darauf folgend über wenigstens einen oder mehr Erdungsschalter wenigstens eine Seite des Trennkontakts, insbesondere beide Seiten des Trennkontakts geerdet werden. Der Strompfad kann über den wenigstens einen Trennkontakt verbunden werden und gleichzeitig oder darauf folgend kann auf beiden Seiten des Trennkontakts jeweils wenigstens eine Vakuumröhre eingeschaltet werden. At least one vacuum tube can be switched off on both sides of the isolating contact, and simultaneously or subsequently the current path can be separated via the at least one isolating contact, and / or at least one side of the isolating contact can be simultaneously or subsequently connected via at least one or more earthing switches Both sides of the isolating contact are grounded. The current path can be connected via the at least one isolating contact and simultaneously or subsequently, at least one vacuum tube can be switched on in each case on both sides of the isolating contact.
Ein gemeinsamer Antrieb kann die wenigstens eine Vakuumröhre schalten und den Trennkontakt des wenigstens einen Trennschalters öffnen und/oder schließen. Der gemeinsame Antrieb kann über den wenigstens einen Erdungsschalter wenigstens eine Seite des Trennkontakts erden, insbesondere mit einem Öffnen und/oder Schließen des wenigstens einen Trennschalters über eine Bewegung der wenigstens einen Vakuumröhre, insbesondere eine Drehbewegung, und/oder über eine Bewegung, insbesondere eine Drehbewegung, des wenigstens einen Isolators. A common drive can switch the at least one vacuum tube and open and / or close the isolating contact of the at least one isolating switch. The common drive can earth at least one side of the isolating contact via the at least one earthing switch, in particular with an opening and / or closing of the at least one isolating switch via a movement of the at least one vacuum tube, in particular a rotary movement, and / or via a movement, in particular a rotary movement , of the at least one insulator.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Schalten von Mittel- und Hochspannungen nach Anspruch 13 sind analog den zuvor beschriebenen Vorteilen der Vorrichtung zum Schalten von Mittel- und Hochspannungen nach Anspruch 1 und umgekehrt. The advantages of the method according to the invention for switching medium and high voltages according to
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch in den
Dabei zeigen die The show
In
Der Träger
Der Trennschalter
Der Trennschalter
Auf dem Isolator
Der Dreharm
Auf dem Isolator
Der zweite Dreharm
Der Strompfad über den Trennschalter
Im geschlossen Zustand sind die Längsachsen der zwei Dreharme
Die Vakuumröhre
Beim Auslösen des Schaltens kann der Antrieb
Beim Einschalten erzeugt der Antrieb
In
In
In den Figuren der Einfachheit halber nicht dargestellt, können sowohl in einem oder beiden Dreharmen
In
Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele können untereinander kombiniert werden und/oder können mit dem Stand der Technik kombiniert werden. So können z. B. statt einem gemeinsamen Antrieb
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Vorrichtung zum Schalten von Mittel- und Hochspannungen Device for switching medium and high voltages
- 2 2
- Trennschalter disconnectors
- 3 3
- Trennkontakt isolating contact
- 4 4
- erste Anschlussseite first connection side
- 5 5
- zweite Anschlussseite second connection side
- 6 6
- erster elektrischer Anschluss first electrical connection
- 7 7
- zweiter elektrischer Anschluss second electrical connection
- 8 8th
- Vakuumröhre als Leistungsschalter Vacuum tube as a circuit breaker
- 9 9
- Träger carrier
- 10 10
- Isolator insulator
- 11 11
- Kontaktstück, insbesondere Dreharm Contact piece, in particular rotary arm
- 12 12
- Erdungsschalter earthing switch
- 13 13
- Antrieb drive
- 14 14
- kinematische Kette kinematic chain
- 15 15
- Antriebsstange drive rod
- 16 16
- Antriebswelle drive shaft
- 17 17
- optischer Wandler optical converter
- 18 18
- Leiterstab Head of staff
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