DE102017216272A1

DE102017216272A1 - Freiluftschalteinrichtung und Verfahren zum Schalten von Hochspannungen mehrerer Phasen

Info

Publication number: DE102017216272A1
Application number: DE102017216272.4A
Authority: DE
Inventors: Radu-Marian Cernat; Thomas Chyla; Stefan Giere; Prosper Hartig; Andreas Marth; Caroline Orth; Christoph Röhling; Jörg Teichmann; Stephan Wethekam
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2019-03-14
Also published as: EP3655980B1; EP3655980A1; CN111108574A; WO2019052775A1; CN111108574B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Freiluftschalteinrichtung (1) und ein Verfahren zum Schalten von Hochspannungen mehrerer Phasen (20, 21, 22), mit wenigstens zwei Unterbrechereinheiten (2, 3, 4), welche jeweils einer unterschiedlichen Phase (20, 21, 22) zugeordnet und auf einem gemeinsamen Träger (8) angeordnet sind. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Schalten einer zuvor beschriebenen Freiluftschalteinrichtung (1) umfasst, dass alle Unterbrechereinheiten (2, 3, 4) von Armen am Träger (8) umfasst werden und/oder über einen gemeinsamen Antrieb (14) und/oder Elemente einer kinematischen Kette (16) z. B. gleichzeitig geschaltet werden, insbesondere mit einer verschieden vorbestimmbaren und/oder regel- oder steuerbaren Verschaltung unterschiedlicher Arme.

Description

Die Erfindung betrifft eine Freiluftschalteinrichtung und ein Verfahren zum Schalten von Hochspannungen mehrerer Phasen, mit wenigstens zwei Unterbrechereinheiten, welche jeweils einer unterschiedlichen Phase zugeordnet sind.
Eine Freiluftschalteinrichtung für Hochspannungen, insbesondere zum Schalten von Spannungen von bis zu 1200 kV und/oder Strömen von bis zu einigen hundert Ampere, ist z. B. aus der DE 196 08 285 A1 bekannt. Die Freiluftschalteinrichtung umfasst eine Unterbrechereinheit für einen Pol, welche in einem Isolierstoffgehäuse angeordnet ist. Freileitungen sind über zwei elektrische Anschlüsse anschließbar und ein Strompfad zwischen den Freileitungen ist über die Unterbrechereinheit schaltbar. Der Strompfad zwischen den zwei Anschlüssen kann über die Unterbrechereinheit für einen Pol, d. h. eine Phase von Strom/Spannung, geschlossen und/oder geöffnet werden. Die Unterbrechereinheit im Isolierstoffgehäuse ist auf einem Isolierstoffgehäuseteil koaxial angeordnet, und bildet auf einem Traggestell eine Polsäule. Die Polsäule steht auf dem Untergrund, z. B. einem Fundament aus Beton, im Wesentlichen senkrecht nach oben weisend, d.h. die Längsachse der Polsäule bildet einen rechten Winkel zur horizontalen Ebene des Untergrunds.
Zum Schalten von z. B. Strom/Spannungen mit drei Phasen, d. h. Drehstrom, werden drei Unterbrechereinheiten in drei voneinander getrennten Polsäulen nebeneinander angeordnet verwendet. Jede Polsäule mit dazugehöriger Unterbrechereinheit ist ausgebildet, eine Phase in einem Strompfad zwischen zwei Anschlüssen für z. B. Freileitungen, elektrische Verbraucher und/oder Strom-Erzeuger zu schalten. Drei getrennt nebeneinander aufgestellte Polsäulen sind ausgebildet, drei unterschiedliche Phasen gleichzeitig und/oder zeitlich versetzt getrennt voneinander zu schalten. Die Anordnung von getrennten Polsäulen zum Schalten unterschiedlicher Phasen ist aufwendig, kosten- und platzintensiv, und erfordert mehrere getrennte Fundamente sowie mehrere gleichartige Elemente wie z. B. Traggestelle, Antriebe und/oder Isolierstoffgehäuseteile nebeneinander.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Freiluftschalteinrichtung und ein Verfahren zum Schalten von Hochspannungen mehrerer Phasen anzugeben, welche die zuvor beschriebenen Probleme vermeiden. Insbesondere ist es Aufgabe, eine einfache, kompakte und kostengünstige Freiluftschalteinrichtung zum Schalten von Hochspannungen mehrerer Phasen anzugeben, welche wenig Platz im Freifeld benötigt und ausgebildet ist, mit einem gemeinsamen Antrieb mehrere Phasen zu schalten.
Die angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Freiluftschalteinrichtung zum Schalten von Hochspannungen mehrerer Phasen mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und/oder mit einem Verfahren zum Schalten von Hochspannungen mehrerer Phasen mit der zuvor beschriebenen Freiluftschalteinrichtung gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Freiluftschalteinrichtung zum Schalten von Hochspannungen mehrerer Phasen und des Verfahrens zum Schalten von Hochspannungen mehrerer Phasen mit der zuvor beschriebenen Freiluftschalteinrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei sind Gegenstände der Hauptansprüche untereinander und mit Merkmalen von Unteransprüchen sowie Merkmale der Unteransprüche untereinander kombinierbar.
Eine erfindungsgemäße Freiluftschalteinrichtung zum Schalten von Hochspannungen mehrerer Phasen umfasst wenigstens zwei Unterbrechereinheiten, welche jeweils einer unterschiedlichen Phase zugeordnet sind. Die Unterbrechereinheiten sind auf einem gemeinsamen Träger angeordnet.
Durch die Anordnung der Unterbrechereinheiten zum Schalten von unterschiedlichen Phasen auf einem Träger ergibt sich eine einfache, kompakte und kostengünstige Freiluftschalteinrichtung zum Schalten von Hochspannungen mehrerer Phasen, welche wenig Platz im Freifeld benötigt und ausgebildet ist, mit einem gemeinsamen Antrieb mehrere Phasen zu schalten. Im Unterschied zu Freiluftschalteinrichtungen mit mehreren parallelen Polsäulen, welche jeweils getrennt voneinander für eine Phase ausgebildet und nebeneinander, unabhängig voneinander angeordnet sind, werden Träger, und damit verbunden Material sowie Kosten eingespart.
Die wenigstens zwei Unterbrechereinheiten, welche jeweils einer unterschiedlichen Phase zugeordnet sind, können auf unterschiedlichen Längsachsen angeordnet sein, insbesondere auf Längsachsen, welche nicht parallel sind. Dadurch kann, bei einem kompakten Aufbau, eine gute Isolation der einzelnen Phasen gegeneinander bzw. der elektrischen Anschlüsse der Unterbrechereinheiten unterschiedlicher Phasen voneinander, erreicht werden.
Die unterschiedlichen Längsachsen können mit einem Winkel α ungleich Null zueinander angeordnet sein. Z. B. kann bei zwei unterschiedlichen Längsachsen ein Winkel α im Bereich von 90 Grad einen maximalen Abstand und somit eine gute elektrische Isolation von elektrischen Anschlüssen der Unterbrechereinheiten unterschiedlicher Phasen gegeneinander ergeben. Bei drei Phasen kann ein Winkel α im Bereich von 60 Grad einen maximalen Abstand und somit eine gute elektrische Isolation von elektrischen Anschlüssen der Unterbrechereinheiten unterschiedlicher Phasen gegeneinander ergeben.
Die unterschiedlichen Längsachsen können sich in einem Punkt schneiden. Mit gleichem Abstand der elektrischen Anschlüsse der Unterbrechereinheiten unterschiedlicher Phasen vom Schnittpunkt, insbesondere der äußeren Anschlüsse der Freiluftschalteinrichtung an z. B. Netzleitungen, Stromerzeuger- und/oder Verbraucher, ergibt sich eine gute elektrische Isolation der elektrischen Anschlüsse voneinander, insbesondere unterschiedlicher Phasen und/oder der gleichen Phase bei geöffnetem Strompfad.
Die wenigstens zwei Unterbrechereinheiten, welche jeweils einer unterschiedlichen Phase zugeordnet sind, können in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein, insbesondere in unterschiedlichen Ebenen im Wesentlichen parallel zum Untergrund und/oder mit unterschiedlichem Abstand zum Untergrund. Dadurch können Unterbrechereinheiten für unterschiedliche Phasen auf sich kreuzenden Achsen, welche sich nicht schneiden, elektrisch gut gegeneinander isoliert sein. Sich kreuzende Achsen, welche sich nicht schneiden, ergeben sich bei Längsachsen, welche in der Aufsicht senkrecht zu den Achsen betrachtet sich schneiden, und in einer Seitenansicht senkrecht zur Aufsicht betrachtet z. B. parallel verlaufen.
Die Unterbrechereinheiten können Vakuumröhren und/oder gasgefüllte Leistungsschalter umfassen, insbesondere mit Nenn- und Lichtbogenkontakten. Dadurch können hohe Schaltspannungen von bis zu 1200 kV und höher pro Phase möglich sein und hohe Schaltströme von bis zu einigen hundert Ampere geschaltet werden. Leistungsschalter, insbesondere mit Nenn- und Lichtbogenkontakten, können Schaltgase, z. B. SF₆ und/oder Clean Air umfassen. Die Unterbrechereinheiten können kompakt und/oder kostengünstig direkt mit einem Isolator, insbesondere Keramik und/oder Silikon, ummantelt sein, und/oder in Isoliergehäusen, welche einen Isolator umfassen, angeordnet sein.
Zwei oder mehr Unterbrechereinheiten pro Phase können umfasst sein, insbesondere in Reihe geschaltet und/oder auf einer gemeinsamen Längsachsen pro Phase angeordnet. Dadurch können hohe Schaltspannungen mit kostengünstigen, insbesondere standardisierten Unterbrechereinheiten erreicht werden. Z. B. kann eine Reihenschaltung von Vakuumröhren mit Schaltspannungen von jeweils bis zu 35 kV eine Freiluftschalteinrichtung mit Schaltspannungen von mehreren hundert kV pro Phase ergeben. Parallelschaltung von zwei oder mehr Unterbrechereinheiten pro Phase kann analog hohe Schaltströme, insbesondere im Bereich von einigen hundert Ampere ermöglichen.
Der gemeinsame Träger kann in Form einer Säule ausgebildet sein, insbesondere in Form genau einer Säule. Der Träger, insbesondere in Säulenform ausgebildet, kann im Wesentlichen senkrecht aufrechtstehend auf dem Untergrund angeordnet sein. Dabei wird von einem horizontal flachen Untergrund in einer Ebene ausgegangen, in welchem z. B. ein Fundament aus Beton zum festen Verankern der Säule auf dem Untergrund ausgebildet ist. Die Verwendung einer Säule, insbesondere einer Isolatorsäule als Träger, auf welcher alle Unterbrechereinheiten angeordnet sind, ergibt eine kompakte, kostengünstige Freiluftschalteinrichtung mit den zuvor beschriebenen Vorteilen. Insbesondere im Vergleich zu Freiluftschalteinrichtungen mit einer oder mehr Säulen pro Phase, auf welchen jeweils die Unterbrechereinheiten einer Phase angeordnet sind, werden Baufläche, d. h. Freifläche zum Aufstellen, und Kosten eingespart, durch die erfindungsgemäße Verwendung nur eines Trägers. Bei z. B. Drehstrom mit drei Phasen, können zwei Träger bei Verwendung nur eines Trägers, insbesondere in Säulenform, eingespart werden, was Material, Kosten und Fläche zum Aufstellen von zwei zusätzlichen Trägern einspart.
Der gemeinsame Träger kann einen Stützisolator oder mehrere, insbesondere über Flansche verbundene Stützisolatoren aufweisen, wobei Stützisolatoren insbesondere Keramik, Silikon und/oder Kompositwerkstoffe umfassen. Dadurch kann eine gute elektrische Isolation der Unterbrechereinheiten und/oder elektrischer Anschlüsse insbesondere gegenüber Erdpotential erreicht werden. Der Träger kann ein Basisgehäuse, insbesondere aus Metall umfassen. In dem Gehäuse können Mess- und/oder Steuer- bzw. Regeleinrichtungen untergebracht sein, ein Antrieb kann am oder im Gehäuse angeordnet sein, und z. B. Kommunikationseinrichtungen können einfach und kostengünstig im oder am Gehäuse vorgesehen sein. Der Träger kann ein Tragestell umfassen, insbesondere aus Metall. Dadurch kann der Träger kostengünstig und mechanisch stabil z. B. im Fundament bzw. Untergrund befestigt sein. Das Traggestell kann z. B. ein H- oder T-förmiger Stahlträger sein, auf dem das Basisgehäuse und/oder der bzw. die Stützisolatoren mit Unterbrechereinheiten angeordnet sind.
Die Unterbrechereinheiten können insbesondere jeweils in einem Isolatorgehäuse angeordnet sein, und/oder die Unterbrechereinheiten für eine Phase können ein gemeinsames Isolatorgehäuse aufweisen. Die Isolatorgehäuse können direkt an dem gemeinsamen Träger befestigt sein, oder indirekt, über Verteiler, insbesondere Verteiler mit mechanischem Umlenkgetriebe. Eine Schaltbewegung, von einem Antrieb bereitgestellt, kann über das Umlenkgetriebe als Element einer kinematischen Kette auf die jeweiligen Unterbrechereinheiten beim Schalten übertragen werden. Die Verteiler können zusätzlich oder alternativ eine elektrische Verschaltung der Unterbrechereinheiten ermöglichen, insbesondere vordefiniert und/oder geregelt- oder gesteuert.
Der gemeinsame Träger mit darauf angeordneten Unterbrechereinheiten kann pro Phase eine T-Form aufweisen, mit jeweils wenigstens zwei Armen, welche insbesondere auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind. Dabei können z. B. bei drei Phasen drei gegeneinander, insbesondere vertikal versetzt oder horizontal um die gemeinsame vertikale Achse verdreht angeordnete T-Formen verwendet werden, mit dem gemeinsamen Träger als gemeinsame vertikale Achse und den Unterbrechereinheiten in den verschiedenen horizontalen Armen jeweils angeordnet. Jeweils an einem freien Ende der Arme kann ein elektrischer Anschluss angeordnet sein, zum Anschluss von Stromerzeugern, und/oder Stromverbrauchern, und/oder elektrischen Netzen. Dadurch ergibt sich ein kompakter, mechanisch stabiler Aufbau.
Die Arme können z. B. über Verteiler mit dem insbesondere säulenförmigen Träger mechanisch und/oder elektrisch verbunden sein. Die Anschlüsse der Arme können über die Verteiler unterschiedlich verschaltbar sein, insbesondere vorbestimmt und/oder regel- oder steuerbar. So kann eine Phase über Verteiler derart verschaltet werden, dass ein Arm der Phase auf einer anderen vertikalen Achse liegt als der andere Arm der Phase, und/oder dass ein Arm der Phase in einer anderen Ebene liegt als der andere Arm der Phase. So sind beliebige, feste oder flexible Verschaltungen je nach Bedarf über die Verteiler möglich.
Die erfindungsgemäße Freiluftschalteinrichtung kann wenigstens einen Antrieb umfassen, insbesondere seitlich am Träger angeordnet, z. B. einen gemeinsamen Antrieb für alle Unterbrechereinheiten oder z. B. einen Antrieb pro Phase. Die erfindungsgemäße Freiluftschalteinrichtung kann Elemente einer kinematischen Kette umfassen, insbesondere Umlenkgetriebe und/oder Schaltstangen, zum Übertragen einer Antriebsbewegung vom Antrieb auf die Unterbrechereinheiten beim Schalten der Unterbrechereinheiten. Dabei können alle Unterbrechereinheiten einer Phase oder aller Phasen, insbesondere alle Unterbrechereinheiten gleichzeitig geschaltet werden.
Isoliereinrichtungen, insbesondere Isolatorgehäuse und/oder die Stützisolatoren, können mit einem Isoliergas befüllt sein, insbesondere SF₆ und/oder Clean Air, z. B. mit einem Druck im Bereich des Umgebungsdrucks der Freiluftschalteinrichtung. Dadurch ist eine gute elektrische Isolation bei geöffnetem Strompfad zwischen elektrischen Anschlüssen möglich und/oder es ist eine gute elektrische Isolation in nicht elektrisch leitenden Bereichen der Freiluftschalteinrichtung möglich.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Schalten einer zuvor beschriebenen Freiluftschalteinrichtung umfasst, dass unterschiedliche Phasen einer Hochspannung jeweils mit wenigstens einer Unterbrechereinheit geschaltet werden. Dabei werden alle Unterbrechereinheiten auf einem gemeinsamen Träger angeordnet, insbesondere auf einem säulenförmigen Träger, und von Armen am Träger umfasst. Über einen gemeinsamen Antrieb und/oder Elemente einer kinematischen Kette werden die Unterbrechereinheiten insbesondere gleichzeitig geschaltet, insbesondere mit einer verschieden vorbestimmbaren und/oder regel- oder steuerbaren Verschaltung unterschiedlicher Arme.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Schalten einer zuvor beschriebenen Freiluftschalteinrichtung gemäß Anspruch 15 sind analog den zuvor beschriebenen Vorteilen der erfindungsgemäßen Freiluftschalteinrichtung zum Schalten von Hochspannungen mehrerer Phasen gemäß Anspruch 1 und umgekehrt.
Im Folgenden werden eine Freiluftschalteinrichtung nach dem Stand der Technik schematisch in 1, und zwei unterschiedliche Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Freiluftschalteinrichtung schematisch in den 2 bis 5 dargestellt, und nachfolgend näher beschrieben.
Dabei zeigen die

1 schematisch in Seitenansicht eine Freiluftschalteinrichtung 1 für einen Pol bzw. eine Phase nach dem Stand der Technik, mit einer Unterbrechereinheit 2 in einer Polsäule angeordnet und mit einem Träger 8 pro Pol, und
2 schematisch in Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Freiluftschalteinrichtung 1 zum Schalten von Hochspannungen mehrerer Phasen 20, 21, 22, mit drei Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, jeweils einer pro Phase, welche alle auf einem gemeinsamen Träger 8 angeordnet sind, und
3 schematisch die erfindungsgemäße Freiluftschalteinrichtung 1 der 2 in Aufsicht, und
4 schematisch in Seitenansicht ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Freiluftschalteinrichtung 1 zum Schalten von Hochspannungen mehrerer Phasen 20, 21, 22, mit sechs Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, 5, 6, 7, jeweils zwei pro Phase, welche alle auf einem gemeinsamen Träger 8 angeordnet sind, und
5 schematisch die erfindungsgemäße Freiluftschalteinrichtung 1 der 4 in Aufsicht.

In 1 ist eine Freiluftschalteinrichtung 1 für einen Pol bzw. eine Phase nach dem Stand der Technik in Seitenansicht dargestellt. Die Freiluftschalteinrichtung 1 weist eine Unterbrechereinheit 2 auf, welche auf einem Träger 8 angeordnet ist. Bei z. B. einem dreipoligen Freiluft-Hochspannungsleistungsschalter sind drei Freiluftschalteinrichtungen 1 für einen Pol gemäß 1 separat, nebeneinander und beabstandet voneinander angeordnet. Die Freiluftschalteinrichtungen 1 weisen jeweils einen Träger 8 auf, welcher z. B. säulenförmig ausgebildet ist, mit jeweils einem Traggestell 15, welches im Untergrund verankert ist bzw. auf dem Untergrund befestigt ist, z. B. über ein Fundament aus Beton.
Das Traggestell 15 ist z. B. ein H- oder T-förmiger Träger, insbesondere aus Stahl. Auf dem Traggestell 15 ist ein Basisgehäuse 13 angeordnet, welches z. B. Elemente der kinematischen Kette 16, insbesondere ein Umlenkgetriebe, Steuer- und/oder Regeleinrichtungen, und/oder Kommunikationseinrichtungen umfasst. An dem Traggestell 15 ist ein Antrieb 14, z. B. ein Federspeicherantrieb und/oder ein Motor, insbesondere seitlich befestigt. Alternativ oder zusätzlich kann der Antrieb 14 im, unter oder über dem Basisgehäuse 13 angeordnet sein. Der Antrieb 14 stellt beim Schalten die Bewegungsenergie bereit, welche über Elemente der kinematischen Kette 16, z. B. Schaltstangen und/oder Getriebe, auf bewegliche Kontaktstücke der Unterbrechereinheit 2 übertragen wird.
Die Unterbrechereinheit 2 ist z. B. eine Vakuumröhre und/oder ein gasisolierter Hochspannungsleistungsschalter, insbesondere mit Nennstrom- und Lichtbogenkontakt, in einem Isolator z. B. aus Keramik, Silikon, und/oder einem Verbundwerkstoff, befüllt mit einem Schaltgas und/oder Isoliergas, z. B. Clean Air und/oder SF₆. Es können auch mehrere Unterbrechereinheiten 2 in Reihe und/oder parallel verschaltet verwendet werden, z. B. übereinander angeordnet. Der oder die elektrischen Kontakte der Unterbrechereinheit 2 umfassen wenigstens ein bewegliches Kontaktstück, welches beim Schließen und/oder Öffnen des Kontakts zum bzw. vom wenigstens einen zweiten Kontaktstück des Kontakts weg- bzw. hinbewegt wird, bis der Strompfad über den Kontakt bzw. die Unterbrechereinheit geöffnet bzw. geschlossen ist. Die Bewegungsenergie für die Bewegung des beweglichen Kontaktstücks wird vom Antrieb 14 beim Schalten bereitgestellt, und über die Elemente der kinematischen Kette 16, z. B. Schaltstangen und/oder Getriebe, auf das bewegliche Kontaktstück der Unterbrechereinheit 2 übertragen.
Zwischen der Unterbrechereinheit 2 und dem Basisgehäuse 13 ist ein Stützisolator 10 angeordnet, welcher z. B. Keramik, Silikon, und/oder einen Verbundwerkstoff umfasst. Der Stützisolator 10 und/oder der Isolator, welcher z. B. als Gehäuse ausgebildet ist oder direkt auf der Unterbrechereinheit 2 ausgebildet ist, wenn ein Isolator verwendet wird, ist z. B. hohlzylinderförmig ausgebildet, mit Rippen auf der äußeren Oberfläche, zur Verbesserung der äußeren Isolation entlang der Längsachse. Die Unterbrechereinheit 2, mit oder ohne Isolator, der Stützisolator 10, das Traggestell 15 und insbesondere das Basisgehäuse 13 sind koaxial mit einer gemeinsamen Längsachse angeordnet, insbesondere im Wesentlichen senkrecht zum Untergrund. Die Freiluftschalteinrichtung 1 weist dadurch eine Säulenform auf, mit z. B. seitlich befestigtem Antrieb 14.
Elektrische Anschlüsse 12 für die Unterbrechereinheit 2 sind jeweils auf jeder Seite vorgesehen, in 1 ober- und unterhalb der Unterbrechereinheit 2, wobei der untere Anschluss der Einfachheit halber in 1 nicht dargestellt ist. Freileitungen, elektrische Verbraucher und/oder Stromerzeuger sind über die zwei elektrischen Anschlüsse 12 anschließbar und der Strompfad zwischen den angeschlossenen Freileitungen, elektrischen Verbrauchern und/oder Stromerzeugern ist über die Unterbrechereinheit 2 schaltbar. Der Strompfad zwischen den zwei Anschlüssen 12 kann über die Unterbrechereinheit 2 für einen Pol, d. h. eine Phase von Strom/Spannung, geschlossen und/oder geöffnet werden. Für Drehstrom, d. h. drei Phasen, sind aus dem Stand der Technik drei unabhängig voneinander, nebeneinander angeordnete Freiluftschalteinrichtungen 1 der 1 bekannt. Damit verbunden sind hohe Kosten, erheblicher Platzbedarf der Freiluftschalteinrichtungen 1 und ein hoher Materialaufwand.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Freiluftschalteinrichtung 1 zum Schalten von Hochspannungen mehrerer Phasen 20, 21, 22 ist in 2 schematisch in Seitenansicht dargestellt. In 3 ist die Freiluftschalteinrichtung 1 der 2 in Aufsicht dargestellt. Die Freiluftschalteinrichtung 1 der 2 und 3 weist drei Unterbrechereinheiten 2, 3, 4 auf, jeweils eine Unterbrechereinheit 2, 3, 4 pro Phase 20, 21, 22. Mit der Freiluftschalteinrichtung 1 der 2 und 3 kann Drehstrom geschaltet werden, insbesondere kann jeweils mit einer Unterbrechereinheit 2, 3, 4 eine der drei Phase 20, 21, 22 geschaltet werden. Mit den drei Unterbrechereinheiten 2, 3, 4 zusammen können alle drei Phasen 20, 21, 22 gleichzeitig und/oder in einer zeitlichen Reihenfolge geschaltet werden.
Die drei Unterbrechereinheiten 2, 3, 4 sind erfindungsgemäß zusammen auf einem gemeinsamen Träger 8 angeordnet. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1 nach dem Stand der Technik mit drei Trägern 8, werden durch die Anordnung der drei Unterbrechereinheiten 2, 3, 4 auf einem gemeinsamen Träger 8 zwei Träger 8 eingespart. Dadurch werden Material und Kosten gespart, und die Freiluftschalteinrichtung 1 wird kompakter.
Der gemeinsame Träger 8 der erfindungsgemäßen Freiluftschalteinrichtung 1 umfasst ein Traggestell 15, welches im Untergrund verankert ist bzw. auf dem Untergrund befestigt ist, z. B. über ein Fundament aus Beton. Das Traggestell 15 ist z. B. ein H- oder T-förmiger Träger, insbesondere aus Stahl. Auf dem Traggestell 15 ist ein Basisgehäuse 13 angeordnet, welches z. B. Elemente der kinematischen Kette 16, insbesondere ein Umlenkgetriebe, Steuer- und/oder Regeleinrichtungen, und/oder Kommunikationseinrichtungen umfasst. An dem Traggestell 15 ist z. B. ein Antrieb 14, insbesondere ein Federspeicherantrieb und/oder ein Motor, z. B. seitlich befestigt. Alternativ oder zusätzlich kann der Antrieb 14 z. B. im, unter oder über dem Basisgehäuse 13 angeordnet sein. Der Antrieb 14 stellt beim Schalten die Bewegungsenergie bereit, welche über Elemente der kinematischen Kette 16, z. B. Schaltstangen und/oder Getriebe, auf die beweglichen Kontaktstücke der drei Unterbrechereinheiten 2, 3, 4 übertragen wird.
Die Unterbrechereinheiten 2, 3, 4 umfassen z. B. Vakuumröhren und/oder gasisolierte Hochspannungsleistungsschalter, insbesondere mit Nennstrom- und Lichtbogenkontakt. Die Unterbrechereinheiten 2, 3, 4 sind jeweils in einem Isolator angeordnet, z. B. aus Keramik, Silikon, und/oder einem Verbundwerkstoff, befüllt mit einem Schaltgas und/oder Isoliergas, z. B. Clean Air und/oder SF₆. Es können in einem Isolator auch mehrere Unterbrechereinheiten angeordnet sein. Der Isolator ist z. B. hohlzylinderförmig um die Kontaktstücke der Unterbrechereinheit 2, 3, 4 bzw. Unterbrechereinheiten angeordnet. Zum Schalten hoher Spannungen, insbesondere bis zu 1200 kV pro Phase, können mehrere Unterbrechereinheiten in Reihe hintereinander geschaltet sein. Zum Schalten hoher Ströme, insbesondere bis zu einigen hundert Ampere pro Phase, können mehrere Unterbrechereinheiten parallel geschaltet sein. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist der Einfachheit halber eine Unterbrechereinheit 2, 3, 4 pro Phase 20, 21, 22 beispielhaft vorgesehen.
Die Unterbrechereinheiten 2, 3, 4 sind mit ihrer Längsachse 17, 18, 19 parallel zum Untergrund bzw. einer horizontalen Ebene angeordnet, in unterschiedlichen Abständen vom Untergrund bzw. in unterschiedlichen Höhen. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist der Abstand zwischen den Unterbrechereinheiten 2 und 3 gleich dem Abstand zwischen den Unterbrechereinheiten 3 und 4. Alternativ kann der Abstand auch unterschiedlich sein. Die Längsachsen 17, 18, 19 der Unterbrechereinheiten 2, 3 und 4 kreuzen sich in der Aufsicht betrachtet, siehe 3, und schließen jeweils einen Winkel α, z. B. 45 Grad, zwischen benachbarten Unterbrechereinheiten 2 und 3 sowie 3 und 4 ein. Die Winkel zwischen den Unterbrechereinheiten 2 und 3 und zwischen den Unterbrechereinheiten 3 und 4 können auch unterschiedlich sein, was in den Figuren der Einfachheit halber nicht dargestellt ist. Die Unterbrechereinheiten 2, 3 und 4 sind im Ausführungsbeispiel der Figuren im gleichen Abstand vom gemeinsamen Schnittpunkt der Achsen 17, 18, 19 in Aufsicht betrachtet angeordnet. Alternativ können sich die Abstände auch unterscheiden.
Jede Phase 20, 21, 22 weist entlang der jeweiligen Längsachse 17, 18, 19 zwei Arme auf, welche im Schnittpunkt der Längsachsen 17, 18, 19 in Aufsicht betrachtet jeweils z. B. über ein Umlenkgetriebe 9 und/oder einen Verteiler miteinander verbunden sind. In den Figuren umfasst jede Längsachse 17, 18, 19 einen ersten Arm links des Schnittpunktes und einen zweiten Arm rechts des Schnittpunktes, welche auf der gemeinsamen jeweiligen Längsachse 17, 18, 19 liegen. Im Ausführungsbeispiel der 2 und 3 umfasst der linke Arm jeweils z. B. ein Anschlusskabel und/oder eine Anschlussschiene, an welcher jeweils z. B. eine Freileitung, ein elektrischer Verbraucher und/oder ein Stromerzeuger über einen elektrischen Anschluss 12 angeschlossen werden kann oder ist. Der rechte Arm im Ausführungsbeispiel der 2 und 3 umfasst jeweils eine Unterbrechereinheit 2, 3, 4, an welcher jeweils z. B. eine Freileitung, ein elektrischer Verbraucher und/oder ein Stromerzeuger über einen elektrischen Anschluss 12 angeschlossen werden kann oder ist. Es können auch mehr als eine Freileitung, ein elektrischer Verbraucher und/oder ein Stromerzeuger mit einem Anschluss 12 verbunden sein.
Die Verbindungsstellen der linken und rechten Arme, insbesondere über Umlenkgetriebe bzw. Verteiler 9 miteinander verbunden, werden durch Stützisolatoren 10 gestützt. Die linken und rechten Arme in einer Ebene parallel zum Untergrund, ergeben mit dem jeweils zugeordneten Stützisolator 10 eine T-Form, wobei im Schnittpunkt der vertikalen und horizontalen Achse der T-Form jeweils z. B. das Umlenkgetriebe bzw. der Verteiler 9 angeordnet ist. Auf der rechten Seite der T-Form im Ausführungsbeispiel der 2 und 3 ist jeweils eine Unterbrechereinheit 2, 3, 4 für eine Phase 20, 21, 22 angeordnet. Somit sind drei T-Formen mit jeweils einem Stützisolator 10 von der Freiluftschalteinrichtung 1 der Figuren umfasst, welche übereinander gestapelt sind, mit einer gemeinsamen vertikalen Achse, welche in der Aufsicht den Schnittpunkt ergibt. Die drei Stützisolatoren 10, jeweils mit einem Verteiler bzw. Umlenkgetriebe 9 auf dem Stützisolator 10 angeordnet, sind z. B. auf einem koaxial angeordneten Stützisolator 10, und dem Basisgehäuse 13 sowie dem Traggestell 15 angeordnet.
Die drei Stützisolatoren 10, insbesondere jeweils mit einem Verteiler bzw. Umlenkgetriebe 9, der Stützisolator 10 auf dem Basisgehäuse 13 sowie das Basisgehäuse 13 und das Traggestell 15, ergeben eine Säulenform. Seitlich an der Säule, insbesondere am Basisgehäuse 13, ist der Antrieb 14 befestigt. Bewegungsenergie, vom Antrieb 14 beim Schalten bereitgestellt, wird über Elemente der kinematischen Kette 16, z. B. einem Umlenkgetriebe im Basisgehäuse 13 und drei Umlenkgetrieben 9 auf den Stützisolatoren 10, jeweils insbesondere über Schaltstangen in den Stützisolatoren 10 angeordnet verbunden, auf die Unterbrechereinheiten 2, 3, 4 übertragen, insbesondere auf die beweglichen Kontaktstücke der Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, zum elektrischen Schalten. Die Übertragung kann gleichzeitig und/oder in einer zeitlichen Reihenfolge, oder einzeln auf Unterbrechereinheiten 2, 3, 4 erfolgen.
Mechanische Verbindungen z. B. zwischen Stützisolatoren 10, und/oder zwischen Stützisolatoren 10 und Umlenkgetrieben bzw. Verteilern 9, und/oder zwischen Umlenkgetrieben bzw. Verteilern 9 und Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, können über Flansche 11 und/oder Verbindungen wie z. B. Schraub-, Schweiß-, Kleb- und/oder Klemmverbindungen erfolgen. Die T-Formen aus Stützisolator 10 und linkem sowie rechtem Arm einer Phase 20, 21, 22, umfassend jeweils eine Unterbrechereinheit 2, 3, 4, sind von oben betrachtet für unterschiedliche Unterbrechereinheiten 2, 3, 4 gegeneinander verdreht angeordnet, z. B. jeweils mit einem Winkel α von 45 Grad, siehe 3. Dabei erfolgt eine Verschaltung verschiedener Arme untereinander über die Verteiler 9. Die Arme können wie zuvor beschrieben verschaltet sein, mit Armen jeweils elektrisch verbunden auf einer gemeinsamen Achse 17, 18, 19 bzw. in einer Ebene parallel zum Untergrund, womit eine elektrische Verbindung bei geschlossenem Kontakt der jeweiligen Unterbrechereinheit 2, 3, 4 zwischen gegenüberliegenden Anschlüssen 12 auf einer gemeinsamen jeweiligen Achse 17, 18, 19 erfolgt.
Die Verschaltung kann vorbestimmt fest, oder gesteuert bzw. geregelt änderbar sein. So können z. B. linke Arme der Achsen 17, 18, 19 mit rechten Armen einer anderen Achse 17, 18, 19 verbunden sein oder verbunden werden, womit die elektrische Verbindung einer Phase 20, 21, 22 nicht auf einer gemeinsamen Achse 17, 18, 19 pro Phase liegt. Es können über die Verteiler 9 auch Arme auf einer Seite, z. B. der linken und/oder rechten Seite miteinander verbunden sein oder werden. Der Einfachheit halber ist dies in den Figuren nicht dargestellt.
In den 4 und 5 ist schematisch in Seitenansicht ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Freiluftschalteinrichtung 1 zum Schalten von Hochspannungen mehrerer Phasen 20, 21, 22 dargestellt. Die Freiluftschalteinrichtung 1 der 4 und 5 ist analog der Freiluftschalteinrichtung 1 der 2 und 3. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 2 und 3 sind statt drei Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, welche auf einer Seite angeordnet sind, im Ausführungsbeispiel der 4 und 5 sechs Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, 5, 6, 7 von der Freiluftschalteinrichtung 1 umfasst, insbesondere jeweils zwei pro Phase. Erfindungsgemäß sind in der Freiluftschalteinrichtung 1 der 4 und 5, analog der Freiluftschalteinrichtung 1 der 2 und 3, alle Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, 5, 6, 7 auf einem gemeinsamen Träger 8 angeordnet.
Jede Phase 20, 21, 22 weist entlang der jeweiligen Längsachse 17, 18, 19 zwei Arme auf, welche im Schnittpunkt der Längsachsen 17, 18, 19 in Aufsicht betrachtet, siehe 5, jeweils z. B. über ein Umlenkgetriebe 9 und/oder einen Verteiler miteinander verbunden sind. In den Figuren umfasst jede Längsachse 17, 18, 19 einen ersten Arm links des Schnittpunktes und einen zweiten Arm rechts des Schnittpunktes, welche auf der gemeinsamen jeweiligen Längsachse 17, 18, 19 liegen. Im Ausführungsbeispiel der 4 und 5 umfasst der linke und der rechte Arm jeweils eine Unterbrechereinheit 2, 3, 4, 5, 6, 7, an welcher jeweils z. B. eine Freileitung, ein elektrischer Verbraucher und/oder ein Stromerzeuger über einen elektrischen Anschluss 12 angeschlossen ist oder angeschlossen werden kann. Es können auch mehr als eine Freileitung, ein elektrischer Verbraucher und/oder ein Stromerzeuger mit einem Anschluss 12 verbunden sein.
Der übrige Aufbau der erfindungsgemäßen Freiluftschalteinrichtung 1 der 4 und 5 ist im Wesentlichen gleich der erfindungsgemäßen Freiluftschalteinrichtung 1 der 2 und 3, wie zuvor beschrieben. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 2 und 3, sind Elemente der kinematischen Kette 16 im Ausführungsbeispiel der 4 und 5 durch die Umlenkgetriebe 9 mit Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, 5, 6, 7 in beiden Armen, d. h. jeweils dem linken und dem rechten Arm, verbunden. Damit sind sämtliche Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, 5, 6, 7 bzw. deren bewegliche Kontaktstücke über insbesondere genau einen Antrieb 14 betätigbar, d. h. die vom Antrieb 14 bereitgestellte Bewegungsenergie beim Schalten kann auf alle Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, 5, 6, 7 über die kinematische Kette 16 übertragen werden, insbesondere gleichzeitig und/oder zeitlich versetzt.
Eine Verschaltung verschiedener Arme untereinander erfolgt analog dem Ausführungsbeispiel der 2 und 3 im Ausführungsbeispiel der 4 und 5 über die Verteiler 9. Dabei können die Arme wie zuvor beschrieben verschaltet sein, mit Armen auf einer gemeinsamen Achse 17, 18, 19 bzw. in einer Ebene parallel dem Untergrund jeweils elektrisch verbunden, womit eine elektrische Verbindung bei geschlossenem Kontakt der jeweiligen Unterbrechereinheit 2, 3, 4, 5, 6, 7 zwischen gegenüberliegenden Anschlüssen 12 auf einer gemeinsamen jeweiligen Achse 17, 18, 19 erfolgt. Dadurch sind jeweils zwei Unterbrechereinheiten 2, 5 bzw. 3, 6 bzw. 4, 7 in Reihe geschaltet, und es kann die doppelte Schaltspannung geschaltet werden verglichen mit dem Schalten nur einer Unterbrechereinheit pro Phase 20, 21, 22.
Die Verschaltung kann vorbestimmt fest, oder gesteuert bzw. geregelt änderbar sein. So können z. B. linke Arme der Achsen 17, 18, 19 mit rechten Armen einer anderen Achse 17, 18, 19 verbunden sein oder verbunden werden, womit die elektrische Verbindung einer Phase 20, 21, 22 nicht auf einer gemeinsamen Achse 17, 18, 19 und/oder in einer gemeinsamen Ebene pro Phase liegt. Es können über die Verteiler 9 auch Arme auf einer Seite, z. B. der linken und/oder rechten Seite miteinander verbunden sein oder werden. Der Einfachheit halber ist dies in den Figuren nicht dargestellt.
Durch die sechs Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, 5, 6, 7, mit wenigstens einer Unterbrechereinheit 2, 3, 4, 5, 6, 7 pro Arm, können die drei Phasen 20, 21, 22 z. B. von Stromerzeugern und/oder Fernleitungen an den Anschlüssen 12, insbesondere von Anschlüssen 12 der Arme auf einer Seite, beliebig auf z. B. Verbraucher und/oder Fernleitungen an den anderen Anschlüssen 12, insbesondere an Anschlüssen 12 der Arme auf der anderen Seite, geschaltet werden. Ein Umschalten bzw. Ändern von Phasen an einem bestimmten Verbraucher und/oder an einer bestimmten Fernleitung kann beliebig erfolgen, durch Schalten der Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, 5, 6, 7. So kann z. B. eine erste Phase 20 am Anschluss 12 der vierten Unterbrechereinheit 5 anliegen, eine zweite Phase 21 am Anschluss 12 der fünften Unterbrechereinheit 6 anliegen, und eine dritte Phase 22 am Anschluss 12 der sechsten Unterbrechereinheit 7 anliegen. Bei einer gewünschten Änderung der den Verbrauchern zugeordneten Phasen können die Verbraucher an den Anschlüssen 12 der Unterbrechereinheiten 2, 3, 4 und die Phasen 20, 21, 22 über die Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, 5, 6, 7 von den Verteilern getrennt werden, und die Verteiler 9 können eine neue Verschaltung stromlos erstellen.
Nach z. B. einer gesteuerten neuen Verschaltung über die Verteiler 9, z. B. einem Wechsel der Verbindung der Arme der Unterbrechereinheiten 2 und 5 zu einer Verbindung der Arme der Unterbrechereinheiten 3 und 5, können die Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, 5, 6, 7 wieder eingeschaltet werden. Die Phase 20 liegt dann z. B. nicht mehr am Verbraucher am Arm der Unterbrechereinheit 2 an, sondern am Verbraucher der am Arm der Unterbrechereinheit 3 angeschlossen ist. Analog können beliebige Kombinationen der Phasen 20, 21, 22 und Verbraucher erfolgen, oder z. B. von unterschiedlichen Stromerzeugern, z. B. an den Armen der Unterbrechereinheiten 5, 6, 7 angeschlossen, und Verbrauchern, z. B. an den Armen der Unterbrechereinheiten 2, 3, 4 angeschlossen. Es können auch andere Kombinationen und Anschlussvarianten verwendet werden, z. B. einen Stromerzeuger an einem Arm und 5 unterschiedliche Verbraucher jeweils an den anderen Armen angeschlossen. Ein weiteres Beispiel ist ein Verbraucher an einem Arm und 5 unterschiedliche Stromerzeuger jeweils an den anderen Armen angeschlossen, wobei je nach Stromerzeugungslage z. B. über Gasturbinen, Kohlekraftwerke, Solarkraftwerke und/oder Windkraftwerke, der Verbraucher mit Energie unterschiedlicher Stromerzeuger zu unterschiedlichen Zeiten versorgt werden kann.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele können untereinander kombiniert werden und/oder können mit dem Stand der Technik kombiniert werden. So können z. B. zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr Arme mit und/oder ohne Unterbrechereinheiten von der erfindungsgemäßen Freiluftschalteinrichtung 1 umfasst sein. Ein Arm kann keine, eine oder mehr Unterbrechereinheiten umfassen, insbesondere zwei oder mehr in Reihe und/oder parallel geschaltete Unterbrechereinheiten, um das Schalten hoher Ströme und/oder Spannungen zu ermöglichen. Der Träger 8 kann einen Stützisolator 10 pro Verteiler 9 umfassen oder mehrere Stützisolatoren 10, insbesondere über Flansche verbundene Stützisolatoren 10. Es können drei Achsen 17, 18, 19 mit je zwei Armen von der Freiluftschalteinrichtung 1 umfasst sein, insbesondere mit einem Winkel von α 45 Grad zwischen benachbarten Armen einer Seite. Es können alternativ aber auch nur zwei Arme oder mehr auf zwei Achsen oder mehr Achsen von der Freiluftschalteinrichtung 1 umfasst sein, d. h. auf dem gemeinsamen Träger 8 angeordnet sein.
Dabei können gleiche Winkel α zwischen benachbarten Armen einer Seite, z. B. bei einer Kreuzform in Aufsicht betrachtet ein Winkel von α 90 Grad zwischen benachbarten Armen einer Seite oder bei Sternform mit mehr als drei Armen in Aufsicht betrachtet ein Winkel von kleiner α 45 Grad zwischen benachbarten Armen einer Seite, verwendet werden. Alternativ können unterschiedliche Winkel α zwischen benachbarten Armen einer Seite verwendet werden. Die Arme können in Ebenen parallel zum Untergrund angeordnet sein, oder in einem Winkel zur horizontalen Ebene, insbesondere alle im gleichen Winkel oder in unterschiedlichen Winkeln. Benachbarte Arme können in der vertikalen Richtung alle gleiche Abstände voneinander aufweisen, oder unterschiedliche Abstände. Die Arme können alternativ auch alle in einer Ebene, insbesondere im Wesentlichen parallel dem Untergrund, angeordnet sein.
Der Antrieb 14 kann seitlich am Träger 8, insbesondere an einem säulenförmigen Träger, angeordnet sein. Alternativ kann der Antrieb auf der Längsachse des Trägers 8 liegen, z. B. ober- oder unterhalb eines Basisgehäuses 13. Es können ein oder mehr, insbesondere unterschiedliche Arten von Antrieben umfasst sein, z. B. Federspeicherantriebe und/oder Motoren, insbesondere direkt an den Unterbrechereinheiten oder in den Verteilern angeordnet. Das Traggestell einer Phase kann T-förmig ausgebildet sein, oder z. B. Y-förmig, oder andere Formen aufweisen. Das Tragestell kann aus einem oder mehr T- oder H-förmigen Trägern bestehen, oder eine andere Form aufweisen. Der Träger 8 kann säulenförmig sein, insbesondere mit kreiszylinderförmigen Bereichen. Alternativ oder zusätzlich kann der Träger andere Formen aufweisen, z. B. quaderförmige Bereiche und/oder quaderförmig ausgebildet sein. Der Träger kann ein Traggestell und ein Basisgehäuse neben Stützisolatoren umfassen. Alternativ kann ein Stützisolator als Traggestell und/oder Basisgehäuse dienen, insbesondere direkt an bzw. auf einem Fundament befestigt.
Es können unterschiedliche Materialien verwendet werden. Insbesondere können der Stützisolator und/oder die Isolatorgehäuse aus z. B. Silikon, Keramik und/oder Verbundmaterial bestehen oder diese umfassen. Auf den äußeren Oberflächen können Rippen, insbesondere ringförmige Rippen ausgebildet sein, für eine gute elektrische Isolation entlang der Längsachse. Die Isolatoren können mit Schalt- und/oder Isoliergasen, z. B. Clean Air und/oder SF₆, befüllt sein bzw. diese umfassen. Das Traggestell und/oder das Basisgehäuse sowie Elemente der kinematischen Kette und/oder der Antrieb können aus Metall, z. B. Blech und/oder Stahl sein, oder aus isolierenden Materialien wie z. B. Plastik, GFK, und/oder andere Materialen umfassen.
Bezugszeichenliste

1: Freiluftschalteinrichtung
2: erste Unterbrechereinheit
3: zweite Unterbrechereinheit
4: dritte Unterbrechereinheit
5: vierte Unterbrechereinheit
6: fünfte Unterbrechereinheit
7: sechste Unterbrechereinheit
8: Träger
9: Verteiler/Umlenkgetriebe
10: Stützisolator
11: Flansch
12: elektrischer Anschluss
13: Basisgehäuse
14: Antrieb
15: Traggestell
16: kinematische Kette
17: erste Achse
18: zweite Achse
19: dritte Achse
20: erste Phase
21: zweite Phase
22: dritte Phase

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19608285 A1 [0002]

Claims

Freiluftschalteinrichtung (1) zum Schalten von Hochspannungen mehrerer Phasen (20, 21, 22), mit wenigstens zwei Unterbrechereinheiten (2, 3, 4), welche jeweils einer unterschiedlichen Phase (20, 21, 22) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechereinheiten (2, 3, 4) auf einem gemeinsamen Träger (8) angeordnet sind.
Freiluftschalteinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Unterbrechereinheiten (2, 3, 4), welche jeweils einer unterschiedlichen Phase (20, 21, 22) zugeordnet sind, auf unterschiedlichen Längsachsen (17, 18, 19) angeordnet sind.
Freiluftschalteinrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Längsachsen (17, 18, 19) mit einem Winkel α ungleich Null zueinander angeordnet sind.
Freiluftschalteinrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die unterschiedlichen Längsachsen (17, 18, 19) in einem Punkt schneiden.
Freiluftschalteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Unterbrechereinheiten (2, 3, 4), welche jeweils einer unterschiedlichen Phase (20, 21, 22) zugeordnet sind, in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind, insbesondere in unterschiedlichen Ebenen im Wesentlichen parallel zum Untergrund und/oder mit unterschiedlichem Abstand zum Untergrund.
Freiluftschalteinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechereinheiten (2, 3, 4) Vakuumröhren und/oder gasgefüllte Leistungsschalter, insbesondere mit Nenn- und Lichtbogenkontakten, umfassen.
Freiluftschalteinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein, zwei oder mehr Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5, 6, 7) pro Phase umfasst sind, insbesondere in Reihe geschaltet und/oder auf einer gemeinsamen Längsachsen (17, 18, 19) pro Phase angeordnet.
Freiluftschalteinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Träger (8) in Form einer Säule ausgebildet ist, insbesondere in Form genau einer Säule, und/oder im Wesentlichen senkrecht aufrechtstehend auf dem Untergrund angeordnet ist.
Freiluftschalteinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Träger (8) einen Stützisolator (10) oder mehrere, insbesondere über Flansche verbundene Stützisolatoren (10) aufweist, wobei Stützisolatoren (10) insbesondere Keramik, Silikon und/oder Kompositwerkstoffe umfassen, und/oder dass der Träger (8) ein Basisgehäuse (13), insbesondere aus Metall umfasst, und/oder dass der Träger (8) ein Tragestell (15) umfasst, insbesondere aus Metall.
Freiluftschalteinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5, 6, 7) insbesondere jeweils in einem Isolatorgehäuse angeordnet sind, welche direkt an dem gemeinsamen Träger (8) befestigt sind, oder indirekt, über Verteiler (9), insbesondere Verteiler (9) mit mechanischem Umlenkgetriebe.
Freiluftschalteinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Träger (8) mit darauf angeordneten Unterbrechereinheiten (2, 3, 4) pro Phase (20, 21, 22) eine T-Form aufweist, mit jeweils wenigstens zwei Armen, welche insbesondere auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind und/oder jeweils an einem freien Ende einen elektrischen Anschluss (12) aufweisen, zum Anschluss von Stromerzeugern, und/oder Stromverbrauchern, und/oder elektrischen Netzen.
Freiluftschalteinrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme insbesondere über Verteiler (9) mit dem insbesondere säulenförmigen Träger (8) verbunden sind und/oder die Anschlüsse (12) der Arme über die Verteiler (9) unterschiedlich verschaltbar sind, insbesondere vorbestimmt und/oder regel- oder steuerbar.
Freiluftschalteinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Antrieb (14) umfasst ist, insbesondere seitlich am Träger (8) angeordnet, und/oder Elemente einer kinematischen Kette (16) umfasst sind, insbesondere Umlenkgetriebe und/oder Schaltstangen, zum Übertragen einer Antriebsbewegung vom Antrieb (14) auf die Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5, 6, 7) zum Schalten der Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5, 6, 7), insbesondere zum gleichzeitigem Schalten aller Unterbrechereinheiten einer Phase (20, 21, 22) und/oder zum gleichzeitigem Schalten aller Unterbrechereinheiten aller Phasen (20, 21, 22).
Freiluftschalteinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Isoliereinrichtungen, insbesondere Isolatorgehäuse und/oder die Stützisolatoren (10), mit einem Isoliergas, insbesondere SF₆ und/oder Clean Air, insbesondere mit einem Druck im Bereich des Umgebungsdruckes der Freiluftschalteinrichtung (1), befüllt sind.
Verfahren zum Schalten einer Freiluftschalteinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Phasen (20, 21, 22) einer Hochspannung jeweils mit wenigstens einer Unterbrechereinheit (2, 3, 4, 5, 6, 7) geschaltet werden, wobei alle Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5, 6, 7) auf einem gemeinsamen Träger (8), insbesondere säulenförmigen Träger (8), von Armen am Träger (8) umfasst werden und/oder über einen gemeinsamen Antrieb (14) und/oder Elemente einer kinematischen Kette (16) insbesondere gleichzeitig geschaltet werden, insbesondere mit einer verschieden vorbestimmbaren und/oder regel- oder steuerbaren Verschaltung unterschiedlicher Arme.