DE10355568A1 - Schaltgerät für den Mittel- und Hochspannungsbereich - Google Patents
Schaltgerät für den Mittel- und Hochspannungsbereich Download PDFInfo
- Publication number
- DE10355568A1 DE10355568A1 DE2003155568 DE10355568A DE10355568A1 DE 10355568 A1 DE10355568 A1 DE 10355568A1 DE 2003155568 DE2003155568 DE 2003155568 DE 10355568 A DE10355568 A DE 10355568A DE 10355568 A1 DE10355568 A1 DE 10355568A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- switches
- switching device
- switching
- circuit breakers
- time window
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 206010016754 Flashback Diseases 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/666—Operating arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/02—Details
- H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
- H01H33/14—Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc
Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
Die
Erfindung betrifft ein Schaltgerät
für den
mittel- und Hochspannungsbereich mit Leistungs- und/oder Lastschaltern,
gemäß Oberbegriff
des Patentanspruches 1. Um hierbei zu erreichen, dass die Rückzündungsfreiheit
besser gewährleistet
und die Spannung im Schaltprozess wirksam aufgeteilt wird, ist erfindungsgemäß ausgestaltet,
dass auf jeder Phase zwei Schalter (1) in Reihe geschaltet sind,
welche in einem kleinen Zeitfenster dt zueinander koordiniert schaltbar
sind.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät für den Mittel- und Hochspannungsbereich gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.
- Das Sachgebiet betrifft Mittelspannungsschaltgeräte, schließt aber Hochspannungsschaltgeräte nicht aus, im speziellen einen Vakuum-Leistungsschalter, der zum häufigen Schalten von Kondensatorbänken geeignet ist.
- Bekannt sind entweder SF6-gefüllte und Vakuumleistungsschalter, die neben dem kapazitiven Strom auch Kurzschlussströme abschalten können, oder spezielle Kondensatorschaltgeräte, die nur den kapazitiven Strom beherrschen. Beim Abschalten des Kondensatorladestroms treten hohe Wiederkehrspannungen im Netz auf, die die Gefahr von Rückzündungen über die Schaltstrecke in sich bergen. Daraus entstehende Überspannungen können die Kondensatoren oder Netzmittel schädigen. Die seit 2001 geltende IEC 62271-100 berücksichtigt diese Möglichkeiten stärker als früher und klassifiziert Leistungsschalter nach geringer und sehr geringer Rückzündungshäufigkeit. In den entsprechenden Typprüfungen darf überhaupt keine Rückzündung vorkommen. Dies stellt sehr hohe Anforderungen an das Verhalten des Leistungsschalters.
- Mit höherer Spannung, hier im wesentlichen der 36kV Netzebene und höher, wird es immer schwieriger, die Rückzündungsfreiheit zu garantieren. Dies liegt im Vakuumschaltprinzip selbst begründet, das eine Wurzelabhängigkeit des Kontaktabstandes mit der dielektrischen Festigkeit der Anordnung beinhaltet. Höhere Durchschlagsspannungen sind also nur mit überproportional großem Kontaktabstand zu erkaufen. Dazu kommt die statistische Natur der Vakuumdurchschläge mit einer mit der Oberflächenstruktur stark variierenden Durchschlagspannung.
- Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgerät der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, dass die Rückzündungsfreiheit besser gewährleistet und die Spannung im Schaltprozess wirksam aufgeteilt wird.
- Bei einem Schaltgerät der gattungsgemäßen Art ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schaltgerätes sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Die Idee ist nun, zwei Vakuumkammern pro Phase hintereinander zu schalten. Damit wird in erster Linie die Spannung zwischen den Schaltstrecken aufgeteilt und die Wurzelabhängigkeit vorteilhaft ausgenutzt. Zum andern ist der Vakuumdurchschlag ein sehr schneller Prozess, der aber zum Teil längere Vorlaufzeiten benötigt. Die Wahrscheinlichkeit, dass gerade während der ersten Entladung ein Durchschlagsprozess in der zweiten Schaltstrecke abläuft, ist sehr klein. Da sich bei einem Teildurchschlag einer Strecke nur parasitäre Kapazitäten entladen können, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass die Strecke wieder verfestigt, bevor ein Gesamtdurchschlag auftritt.
- Die Idee, zwei Vakuumkammern in Reihe zu schalten ist an sich zwar schon bekannt, aber die Realisierung durch zwei unabhängige, aber gleichartige Leistungsschalter, deren Ein- und Ausschaltmittel elektrisch bzw. mechanisch gekoppelt sind ist dabei besonders. Durch eine spezielle mechanische Kopplung der Ausschaltwellen wird ein Gleichlauf von kleiner 3 ms erreicht. Auf diese Weise kann es beim Schalten tatsächlich auch zu der Aufteilung der anliegenden elektrischen Spannung kommen.
- In vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Antriebe der Schalter mechanisch gekoppelt sind. Dadurch ist eine gute Schaltsychronisierbarkeit möglich.
- Alternativ dazu kann eine geeignete Synchronisation auch erfolgen, indem die Antriebe der Schalter elektrisch gekoppelt sind.
- Um das Schaltverhalten auch an mechanisch und/oder elektrisch individuelle Gegegenheiten jeweils anpassen zu können, ist das Zeitfenster dt mit Einstellmitteln variierbar.
- In vorteilhafter Ausgestaltung ergibt sich ein optimales Zeitfenster dt von kleiner oder gleich 3 Millisekunden.
- Ein Optimaler Wert ergibt sich bei dt = 1 Millisekunde.
- In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung in angegeben, dass zwischen den Schaltstrecken der beiden Schalter eine galvanisch mit beiden Schaltern verbundene Antenne derart angeordnet ist, dass die sich ergebenden elektrischen Teilkapazitäten nahezu symmetrisch sind. Mit dieser Maßnahme der Symmetrisierung kommt es zu einer optimalen Spannungsaufteilung auf die beiden Schaltstrecken.
- Diese Maßnahme ist einfach aber erheblich wirkungsvoll und stellt eine besonders vorteilhafte und präferierte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schaltgerätes dar.
- In weiterer Ausgestaltung ist angegeben, dass die in Reihe geschalteten Schalter baulich gleichartig sind. Dies ist eine weitere vorteilhafte Maßnahme zur wirksamen beschriebenen Symmetriesierung der Spannungsaufteilung im Schaltfall.
- Vorteilhaft ist auch dass die beiden Schalter Vakuumleistungsschalter sind.
- In baulich vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die beiden Schalter auf einer Grundplatte angeordnet und die Verbindungen zu einer Sammelschiene und/oder Kabelstecker und/oder Wandler innerhalb eines gasdichten Gehäuses angeordnet sind, welches mit SF6 oder N2 oder Luft als Isoliergas gefüllt ist. Auf diese Weise ist das Erfindungsgemäß erzielbare Schaltprinzip in übliche Schaltgerätbauarten integrierbar.
- Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
- Es zeigt:
-
1 : Schaltgerät mit lediglich den beiden Vakuumleistungsschaltern pro Phase. -
2 : Ersatzschaltbild - Es sind zwei Leistungsschalter
1 des Typs VD4X, der auch für Abgangs- und Einspeisefelder eingesetzt wird, übereinander auf einer gemeinsamen Grundplatte2 angeordnet. Die Grundplatte wird gasdicht vor ein druckfestes Gehäuse gesetzt. Die Verbindungen zur Sammelschiene bzw. zu Kabelstecker und Wandler erfolgen innerhalb des gasdichten Raumes in bekannter Weise. Ein Beispiel für den Einsatz in einer gasisolierten Anlage ZX1.2 oder ZX2 gibt die Druckschrift. - Die Aus- und Einspulen zur elektrischen Betätigung der Antriebe sind entweder in Reihe oder parallel geschaltet. Da der Zeitgenauigkeit der Einschaltung keine große Bedeutung zukommt, werden die Einspulen nur elektrisch gekoppelt. Falls einer der Schalter nicht einschalten sollte, wird eine Störmeldung generiert. Der Schalter kann dann ohne Gefahr wieder ausgeschaltet werden.
- Die Ausschaltung dagegen muss nahezu zeitgleich passieren, um eine Aufteilung der Spannung auf die beiden Vakuumkammern zu gewährleisten. Aufgrund der Steilheit der wiederkehrenden Spannung nach Stromlöschung wird ein Gleichlauf von kleiner 3 ms gefordert. Erreicht wird dies hier zum einen durch die Verwendung gleichartiger Schalter (
1 ) und durch eine mechanische Kopplung (2 ) der Ausschaltwellen (3 ). Die starre Kopplung zwischen beiden Wellen ist einstellbar und ermöglicht eine Justierung der Ausschaltzeiten. Damit wird ein Gleichlauf von kleiner 3 ms, vorzugsweise 1 ms erreicht. - Zur Vergleichmäßigung der Spannungsaufteilung zwischen den Schaltstrecken kann eine Elektrode (
4 ) positioniert werden. Im vorliegenden Fall erhöht die Elektrode die Kopplung zwischen beiden Vakuumkammern. Der Ort und die Form solcher Elektroden wird durch die Lage der Schaltkammern speziell deren Kapazität zu Erde oder zum Hochspannungspotential bestimmt. - Durch Verwendung von Standardkomponenten insbesondere für die Verbindung der Felder untereinander und Beibehaltung der Sammelschienenlage ist ein Feld mit Kondensatorschalter beliebig anreihbar an übliche Abgangs- oder Einspeisefelder.
- Um die Verschaltung als solche die aus
1 nicht zu erkennen ist klar zu machen zeigt2 ein Ersatzschaltbild für die gesamte Schaltstrecke, repräsentativ für alle drei Phasen. - Am Abgang von L1 ist ein Trenner
10 angeordnet, der als Dreistellungsschalter mit Erfindungsstellung11 ausgestaltet ist. - Dann folgen in Reihe die beiden Leistungsschalter
1 . Zwischen den einzelnen Schaltstrecken ist eine quasi als Antenne wirkende Elektrode4 plaziert. Zwischen dieser und der jeweiligen Schaltstrecke des jeweiligen Schalters1 bilden sich Teilkapazitäten. Aufgrund der physischen also baulichen Symmetrie, die auch aus1 hervorgeht bilden sich diese auch symmetrisch aus, und begünstigen in der Schaltphase die gewollte symmetrische Verteilung der geschaltetet elektrischen Spannung auf beide Schalter.
Claims (10)
- Schaltgerät für den Mittel- und Hochspannungsbereich mit Leistungs- und/oder Lastschaltern, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Phase zwei Schalter (
1 ) in Reihe geschaltet sind, welche in einem kleinen Zeitfenster dt zueinander koordiniert schaltbar sind. - Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe der Schalter (
1 ) mechanisch gekoppelt sind. - Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe der Schalter (
1 ) elektrisch gekoppelt sind. - Schaltgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitfenster dt mit Einstellmitteln variierbar ist.
- Schaltgerät nach Anspruch 2, 3, oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitfenster dt ≤ 3 Millisekunden ist.
- Schaltgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitfenster dt = 1 Millisekunde ist.
- Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schaltstrecken der beiden Schalter eine galvanisch mit beiden Schaltern verbundene Elektrode (
4 ) derart angeordnet ist, dass die sich ergebenden elektrischen Teilkapazitäten nahezu symmetrisch sind. - Schaltgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in Reihe geschalteten Schalter (
1 ) baulich gleichartig sind. - Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schalter (
1 ) Vakuumleistungsschalter sind. - Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schalter (
1 ) auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordnet und die Verbindungen zu einer Sammelschiene und/oder Kabelstecker und/oder Wandler innerhalb eines gasdichten Gehäuses angeordnet sind, welches mit SF6 oder N2 oder Luft als Isoliergas gefüllt ist.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003155568 DE10355568B4 (de) | 2003-11-27 | 2003-11-27 | Schaltgerät für den Mittel- und Hochspannungsbereich |
EP04820595.9A EP1690276B1 (de) | 2003-11-27 | 2004-11-18 | Schaltgerät für den mittel- und hochspannungsbereich |
PCT/EP2004/013100 WO2005062327A1 (de) | 2003-11-27 | 2004-11-18 | Schaltgerät für den mittel- und hochspannungsbereich |
ES04820595.9T ES2495441T3 (es) | 2003-11-27 | 2004-11-18 | Conmutador para la zona de tensión media y de alta tensión |
CN200480037506.4A CN1894762B (zh) | 2003-11-27 | 2004-11-18 | 用于中电压范围和高电压范围的开关设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003155568 DE10355568B4 (de) | 2003-11-27 | 2003-11-27 | Schaltgerät für den Mittel- und Hochspannungsbereich |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10355568A1 true DE10355568A1 (de) | 2005-06-30 |
DE10355568B4 DE10355568B4 (de) | 2011-04-07 |
Family
ID=34625326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2003155568 Expired - Lifetime DE10355568B4 (de) | 2003-11-27 | 2003-11-27 | Schaltgerät für den Mittel- und Hochspannungsbereich |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1690276B1 (de) |
CN (1) | CN1894762B (de) |
DE (1) | DE10355568B4 (de) |
ES (1) | ES2495441T3 (de) |
WO (1) | WO2005062327A1 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69221080T2 (de) * | 1991-10-17 | 1998-01-15 | Schneider Electric Sa | Elektrischer Schalter mit zwei Vakuumschaltkapseln in Reihe |
DE19958646C2 (de) * | 1999-12-06 | 2001-12-06 | Abb T & D Tech Ltd | Hybridleistungsschalter |
DE10157140A1 (de) * | 2001-11-21 | 2003-05-28 | Abb Patent Gmbh | Hybridschalter |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3813605A (en) | 1970-11-30 | 1974-05-28 | Massachusetts Inst Technology | Bistable optical device |
US3708638A (en) | 1970-12-14 | 1973-01-02 | Gen Electric | Vacuum type electric circuit breaker |
US3813506A (en) * | 1973-04-12 | 1974-05-28 | Gen Electric | Vacuum-type circuit breaker with improved ability to interrupt capacitance currents |
US3839612A (en) | 1973-08-08 | 1974-10-01 | Gen Electric | Vacuum-type circuit breaker comprising series-connected vacuum interrupters within a grounded tank |
DE3300979A1 (de) * | 1983-01-12 | 1984-07-12 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Vakuumschalter mit zwei in reihe geschalteten schaltroehren je pol |
DE3901712A1 (de) * | 1989-01-21 | 1990-08-02 | Sachsenwerk Ag | Vakuumschalter |
-
2003
- 2003-11-27 DE DE2003155568 patent/DE10355568B4/de not_active Expired - Lifetime
-
2004
- 2004-11-18 ES ES04820595.9T patent/ES2495441T3/es active Active
- 2004-11-18 WO PCT/EP2004/013100 patent/WO2005062327A1/de active Application Filing
- 2004-11-18 CN CN200480037506.4A patent/CN1894762B/zh active Active
- 2004-11-18 EP EP04820595.9A patent/EP1690276B1/de not_active Revoked
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69221080T2 (de) * | 1991-10-17 | 1998-01-15 | Schneider Electric Sa | Elektrischer Schalter mit zwei Vakuumschaltkapseln in Reihe |
DE19958646C2 (de) * | 1999-12-06 | 2001-12-06 | Abb T & D Tech Ltd | Hybridleistungsschalter |
DE10157140A1 (de) * | 2001-11-21 | 2003-05-28 | Abb Patent Gmbh | Hybridschalter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1894762A (zh) | 2007-01-10 |
EP1690276A1 (de) | 2006-08-16 |
ES2495441T3 (es) | 2014-09-17 |
WO2005062327A1 (de) | 2005-07-07 |
CN1894762B (zh) | 2013-12-18 |
EP1690276B1 (de) | 2014-06-04 |
DE10355568B4 (de) | 2011-04-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3611270C2 (de) | Elektrische Schalteinrichtung für hohe Schaltspannungen | |
EP0471678B1 (de) | Lastschaltanlage mit einem dreistellungsschalter | |
EP1569310A1 (de) | Einphasig gekapselte, gasisolierte Schaltanlage | |
EP1037232B1 (de) | Hochspannungsschalgerät mit Serienschaltung von mindestens zwei Vakuumschaltkammern und Verfahren zum Betrieb des Hochspannungsschaltgerätes | |
EP0744758A2 (de) | Hochspannungsschalteinrichtung | |
DE102006025650A1 (de) | Gasisoliertes Schalterfeld einer Mittelspannungsschaltanlage | |
DE2259056A1 (de) | Metallgekapselte, druckgasisolierte hochspannungsschaltanlage | |
EP0205397B1 (de) | Trennschalter für eine metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsschaltanlage | |
WO1999045617A1 (de) | Metallgekapselte, gasiolierte schaltanlagen mit gasgefüllten behältern | |
EP0678952A1 (de) | Trenner für eine metallgekapselte gasisolierte Hochspannungsschaltanlage | |
DE10355568B4 (de) | Schaltgerät für den Mittel- und Hochspannungsbereich | |
DE10157140B4 (de) | Hybridschalter | |
DE2907559C2 (de) | Dreipoliger Hochspannungsschalter insbesondere Lasttrenner | |
EP0567773B1 (de) | Mehrphasiges Schaltsystem und Generatornordnung mit einem solchen Schaltsystem | |
EP0796502B1 (de) | Metallgekapselte schaltanlage mit einem vakuumschaltgerät | |
DE10022415A1 (de) | Hochspannungsschaltgerät mit Serienschaltung von mindestens zwei Schaltgeräten und Verfahren zum Betrieb eines Hochspannungsschaltgerätes | |
DE19525286C2 (de) | Mehrpoliger Vakuumschalter mit einer Antriebsvorrichtung | |
DE19606213A1 (de) | Schaltfeld in einer elektrischen, metallgekapselten, gasisolierten Hochspannungsschaltanlage | |
EP0942448A2 (de) | Sicherungstrennschalter | |
DE932255C (de) | Hochspannungsschaltanlage mit teilweiser Kapselung | |
WO2024068196A1 (de) | Anordnung von für mittelspannung ausgelegten rc-elementen für das schalten von kleinen induktiven strömen mittels vakuumschalttechnik auf hochspannungsebene | |
DD241809A1 (de) | Isoliergehaeuse fuer eine vakuumschaltkammer | |
DE19904178A1 (de) | Schaltgerät einer Schaltanlage | |
CH667941A5 (de) | Gasisolierter trenner in einem geerdeten metallgehaeuse. | |
DE3304803A1 (de) | Vakuumschalter, insbesondere mittelspannungs-lasttrennschalter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ABB AG, 68309 MANNHEIM, DE |
|
R020 | Patent grant now final | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20110823 |
|
R071 | Expiry of right |