DE202015106726U1 - Gas-insulated high-voltage switch - Google Patents
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Abstract
Gasisolierter Hochspannungsschalter mit zwei Schaltstücken (10, 20), die zum Öffnen und Schliessen des Schalters längs einer Achse (A) gegenläufig zueinander bewegbar sind, und mit zwei koaxial angeordneten Kontaktsystemen (N, L), von denen ein äusseres ein Nennstromkontaktsystem (N) und das innere ein Lichtbogenkontaktsystem (L) ist, wobei die beiden Schaltstücke (10, 20) jeweils einen von zwei Nennstromkontakten (11, 12) des Nennstromkontaktsystems (N) und jeweils einen von zwei Lichtbogenkontakten (21, 22) des Lichtbogenkontaktsystems (L) aufweisen, und wobei das Nennstromkontaktsystem (N) beim Öffnen des Schalters vor dem Lichtbogenkontaktsystem (L) auftrennbar und beim Schliessen des Schalters nach dem Lichtbogenkontaktsystems (L) schliessbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster (11) der beiden Nennstromkontakte (11, 12) mindestens einen Satz erster (1) und einen Satz zweiter Kontaktfinger (2) aufweist, wobei kontaktgebende Enden (1a) der ersten Kontaktfinger (1) zumindest axial oder radial mit Abstand von kontaktgebenden Enden (2a) der zweiten Kontaktfinger (2) angeordnet sind.Gas-insulated high-voltage switch having two contact pieces (10, 20) which are movable in opposite directions to open and close the switch along an axis (A), and two coaxial contact systems (N, L), one of which is a rated current contact system (N) and the inner is an arcing contact system (L), the two contact pieces (10, 20) each having one of two rated current contacts (11, 12) of the rated current contact system (N) and one each of two arcing contacts (21, 22) of the arcing contact system (L). and wherein the rated current contact system (N) can be disconnected before opening the switch in front of the arcing contact system (L) and closable when closing the switch after the arcing contact system (L), characterized in that a first (11) of the two rated current contacts (11, 12 ) comprises at least one set of first (1) and a set of second contact fingers (2), wherein contacting ends (1a) of the first contact fingers (1) to At least axially or radially spaced from the contacting ends (2a) of the second contact fingers (2) are arranged.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen gasisolierten Hochspannungsschalter nach dem einleitenden Teil von Schutzanspruch 1. Ein solcher Schalter ermöglicht im Nennspannungsbereich von ca. 10 kV bis zu mehreren hundert kV, wie beispielsweise 123 kV oder 365 kV, das Abschalten hoher, im allgemeinen bis 63 kA, betragender Kurzschlussströme. Der Schalter enthält zwei Schaltstücken, die zum Öffnen und Schliessen des Schalters längs einer Achse gegenläufig zueinander bewegbar sind, sowie zwei koaxial angeordnete Kontaktsysteme, von denen ein äusseres ein Nennstromkontaktsystem und das innere ein Lichtbogenkontaktsystem ist. Die beiden Schaltstücke weisen jeweils einen Nennstromkontakt des Nennstromkontaktsystems und einen Lichtbogenkontakt des Lichtbogenkontaktsystems auf. The present invention relates to a gas-insulated high-voltage switch according to the introductory part of
Beim Öffnen des Schalters wird das Nennstromkontaktsystem vor dem Lichtbogenkontaktsystem aufgetrennt. Beim Schliessen wird das Lichtbogenkontaktsystems vor dem Nennstromkontaktsystem geschlossen. When the switch is opened, the rated current contact system is disconnected before the arcing contact system. When closing, the arc contact system is closed before the rated current contact system.
Um beim Öffnen hohe Kontakttrenngeschwindigkeit zu erreichen, werden die beiden Schaltstücke gegenläufig zueinander angetrieben. Die hierdurch erreichte hohe Kontakttrenngeschwindigkeit reduziert die zum Betätigen des Schalters benötigte Antriebsenergie wie auch das dielektrische Verhalten des Schalters beim Unterbrechen eines Stroms. In order to achieve high contact separation speed when opening, the two contact pieces are driven in opposite directions to each other. The high contact separation speed achieved thereby reduces the drive energy required to actuate the switch as well as the dielectric behavior of the switch when interrupting a current.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Schalter der eingangs genannten Art sind in
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
Der Erfindung, wie sie in den Schutzansprüchen angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, das Schaltvermögen und die Stromtragfähigkeit des Hochspannungsschalters der eingangs genannten Art zu verbessern.The invention, as indicated in the claims, is based on the object to improve the switching capacity and the current carrying capacity of the high voltage switch of the type mentioned.
Gemäss der Erfindung wird ein gasisolierter Hochspannungsschalter mit zwei Schaltstücken bereitgestellt, die zum Öffnen und Schliessen des Schalters längs einer Achse gegenläufig zueinander bewegbar sind, und mit zwei koaxial angeordneten Kontaktsystemen, von denen ein äusseres ein Nennstromkontaktsystem und das innere ein Lichtbogenkontaktsystem ist. Bei diesem Schalter weisen die beiden Schaltstücke jeweils einen von zwei Nennstromkontakten des Nennstromkontaktsystems und jeweils einen von zwei Lichtbogenkontakten des Lichtbogenkontaktsystems auf, und ist das Nennstromkontaktsystem beim Öffnen des Schalters vor dem Lichtbogenkontaktsystem auftrennbar und beim Schliessen des Schalters nach dem Lichtbogenkontaktsystems schliessbar. According to the invention there is provided a gas-insulated high-voltage switch having two contact pieces which are movable in opposite directions to open and close the switch along an axis, and two coaxial contact systems, one of which is a rated current contact system and the inner is an arcing contact system. In this switch, the two switching pieces each have one of two rated current contacts of the rated current contact system and each one of two arcing contacts of the arcing contact system, and the rated current contact system when opening the switch before the arcing contact system separable and closable when closing the switch to the arcing contact system.
Ein erster der beiden Nennstromkontakte weist mindestens einen Satz erster und einen Satz zweiter Kontaktfinger auf, wobei kontaktgebende Enden der ersten Kontaktfinger zumindest axial oder radial mit Abstand von kontaktgebenden Enden der zweiten Kontaktfinger angeordnet sind.A first of the two rated current contacts has at least one set of first and one set of second contact fingers, wherein contacting ends of the first contact fingers are arranged at least axially or radially spaced from the contacting ends of the second contact fingers.
Beim Schalter nach der Erfindung bewirken die beiden gegenläufig bewegbaren Nennstromkontakte und die zwei lokal voneinander getrennten Sätze von ersten und zweiten Kontaktfingern des ersten Nennstromkontakts eine hohe Nennstromtragfähigkeit und ein gutes Schaltvermögen. Dies zum einen deswegen, da die zwei Sätze von Kontaktfingern des ersten Nennstromkontakts und der zweite Nennstromkontakt bei geschlossenem Schalter eine grosse Anzahl örtlich voneinander getrennter Kontaktpunkte bilden, welche die Stromverluste im Nennstromkontaktsytem reduzieren und dementsprechend die Nennstromtragfähigkeit des Schalters erhöhen. Zum anderen aber auch deswegen, da der abzuschaltende Strom beim Öffnen des Schalters wegen der voneinander beabstandeten Sätze mit ersten und zweiten Kontaktfingern im allgemeinen weitgehend stufenförmig in einen das Lichtbogenkontaktsystem enthaltenden Strompfad kommutiert, und da ein beim Trennen der Nennstromkontakte gebildeter Kommutierungslichtbogen wegen der gegenläufig bewegten Nennstromkontakte äusserst schnell verlängert wird und dementsprechend einen hohen, die Kommutierung erleichternden Widerstand aufweist. Der abzuschaltende Strom kann daher in kurzer Zeit vom Nennstromkontaktsystem ins Lichtbogenkontaktsystem kommutieren, wodurch ohne Änderung der Abmessungen des Schalters nicht nur die Nennstromtragfähigkeit des Schalters sondern auch dessen Schaltvermögen verbessert werden.In the switch according to the invention, the two counter-rotating rated current contacts and the two locally separate sets of first and second contact fingers of the first rated current contact cause a high rated current carrying capacity and a good switching capacity. This is because the two sets of contact fingers of the first rated current contact and the second rated current contact form a large number of locally separate contact points with the switch closed, which reduce the current losses in Nennstromkontaktsytem and accordingly increase the rated current carrying capacity of the switch. On the other hand also because the current to be disconnected when opening the switch because of the spaced apart sets commutated with the first and second contact fingers in general largely stepwise into a current path containing the arc contact system, and since a formed when disconnecting the rated current contacts Kommutierungslichtbogen is extremely fast extended because of the counter-rotating rated current contacts and accordingly has a high, the commutation facilitating resistance. The disconnected current can therefore commute in a short time from the rated current contact system in the arcing contact system, which not only the rated current carrying capacity of the switch but also its switching capability can be improved without changing the dimensions of the switch.
Die kontaktgebenden Enden der ersten Kontaktfinger können radial nach aussen mit Abstand von den kontaktgebenden Enden der zweiten Kontaktfinger gehalten sein und bei geschlossenem Schalter können unter Bildung von Kontaktkraft die kontaktgebenden Enden der ersten Kontaktfinger auf der Mantelfläche und die kontaktgebenden Enden der zweiten Kontaktfinger auf der Innenfläche des als Hohlzylinder ausgebildeten zweiten der beiden Nennstromkontakte abgestützt sein. Die kontaktgebenden Enden der ersten Kontaktfinger können axial mit Abstand von den kontaktgebenden Enden der zweiten Kontaktfinger angeordnet sein. Radial nach innen weisende Fingerkanten der zweiten Kontaktfinger können auf einem Stützring gelagert sein, der die kontaktgebenden Enden der zweiten Kontaktfinger bei geschlossenem Schalter unter Bildung einer radial nach aussen wirkenden Kontaktkraft abstützt. The contacting ends of the first contact fingers may be held radially outwardly spaced from the contacting ends of the second contact fingers, and with the switch closed, the contacting ends of the first contact fingers on the shell surface and the contacting ends of the second contact fingers on the inner surface of the contact finger be designed as a hollow cylinder formed second of the two rated current contacts. The contacting ends of the first contact fingers may be axially spaced from the contacting ends of the second contact fingers. Radially inwardly facing finger edges of the second contact fingers can be mounted on a support ring which supports the contact-bearing ends of the second contact fingers with the switch closed to form a radially outwardly acting contact force.
Alternativ können die kontaktgebenden Enden der ersten Kontaktfinger axial mit Abstand von den kontaktgebenden Enden der zweiten Kontaktfinger gehalten sein, wobei bei geschlossenem Schalter die kontaktgebenden Enden der ersten und der zweiten Kontaktfinger unter Bildung von Kontaktkraft auf der Mantelfläche oder auf der Innenfläche des Hohlzylinders abgestützt sind. Zusätzlich können mindestens ein Satz dritter und gegebenenfalls ein Satz vierter Kontaktfinger vorgesehen sein, deren kontaktgebenden Enden bei geschlossenem Schalter die von den kontaktgebenden Enden der ersten und zweiten Kontaktfinger abgewandte Fläche des Hohlzylinders kontaktieren. Die kontaktgebenden Enden der zweiten Kontaktfinger können gegenüber den kontaktgebenden Enden der ersten Kontaktfinger radial nach innen versetzt angeordnet sein, wobei die kontaktgebenden Enden der zweiten Kontaktfinger bei geschlossenem Schalter einen Abschnitt der Mantelfläche des Hohlzylinders kontaktieren, der von einer ringförmigen Stufe eines gestuft ausgebildeten Endes des Hohlzylinders gebildet ist. Die kontaktgebenden Enden der ersten und der zweiten Kontaktfinger können auch ohne Versetzung in radialer Richtung angeordnet sein. Alternatively, the contacting ends of the first contact fingers may be axially spaced from the contacting ends of the second contact fingers, and with the switch closed, the contacting ends of the first and second contact fingers are supported to form contact force on the shell surface or on the inner surface of the hollow cylinder. In addition, at least one set of third and optionally a set of fourth contact fingers may be provided, the contact-bearing ends of which, when the switch is closed, contact the surface of the hollow cylinder facing away from the contacting ends of the first and second contact fingers. The contacting ends of the second contact fingers may be offset radially inwardly from the contacting ends of the first contact fingers, with the contacting ends of the second contact fingers contacting a portion of the shell surface of the hollow cylinder when the switch is closed, that of an annular step of a stepped end of the hollow cylinder is formed. The contacting ends of the first and the second contact fingers can also be arranged without offset in the radial direction.
Zumindest ein Satz der Kontaktfinger kann an einem als Kontaktring ausgebildeten Abschnitt des ersten Nennstromkontakts befestigt sein. At least one set of contact fingers may be attached to a portion of the first rated current contact formed as a contact ring.
Zumindest ein Satz von ersten Kontaktfingern kann in den Nennstromkontakt eingeformt sein. At least one set of first contact fingers can be molded into the rated current contact.
Der Hub des Lichtbogenkontakts eines der beiden Schaltstücke kann beim Öffnen oder Schliessen des Schalters grösser sein als der Hub des Nennstromkontakts des ersten Schaltstücks.The stroke of the arcing contact of one of the two contact pieces may be greater than the stroke of the rated current contact of the first contact piece when opening or closing the switch.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Anhand von Zeichnungen werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigt:With reference to drawings, embodiments of the invention will be explained in more detail below. Hereby shows:
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Teile. Der in
Das Gehäuse G nimmt zwei Schaltstücke
Der Schalter weist ferner ein Hebelgetriebe
Ferner ist sichergestellt, dass der Nennstromkontakt
Aus den
Die Nennstromkontakte
Die erforderliche Kontaktkraft wird durch Belasten der Kontaktfinger
Eine beispielhaft in
Bei geschlossenem Schalter sind kontaktgebende freie Enden
In allen gezeigten Ausführungsformen sind die kontaktgebenden Enden
Daher können die Stromverluste im Nennstromsystem N bis zum Öffnen der Nennstromkontakte
Bei den Ausführungsformen nach den
Bei der Ausführungsform gemäss
Bei der Ausführungsform nach
Bei der Ausführungsform nach
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- AA
- Achse axis
- LL
- Lichtbogenkontaktsystem Arcing contact system
- NN
- Nennstromkontaktsystem Rated current contact system
- 1, 2, 3, 41, 2, 3, 4
- Kontaktfinger contact fingers
- 1a, 2a, 3a, 4a1a, 2a, 3a, 4a
- kontaktgebende Enden der Kontaktfinger contacting ends of the contact fingers
- 1010
- Schaltstück switching piece
- 101101
- Stromanschluss power connection
- 1111
- Nennstromkontakt, Hohlkörper Rated current contact, hollow body
- 111111
- Kontaktring contact ring
- 11111111
- Materialausnehmung material recess
- 11121112
- Ringnut ring groove
- 112112
- Ringfeder Ringfeder
- 113113
- Stützring support ring
- 114114
- Abschirmung shielding
- 1212
- Nennstromkontakt, Hohlzylinder Rated current contact, hollow cylinder
- 121121
-
Mantelfläche des Hohlzylinders
12 Lateral surface of thehollow cylinder 12 - 122122
-
Innenfläche des Hohlzylinders
12 Inner surface of thehollow cylinder 12 - 123123
-
Ende des Hohlzylinders
12 End of thehollow cylinder 12 - 124124
- Stufe step
- 2020
- Schaltstück switching piece
- 201201
- Stromanschluss power connection
- 21, 2221, 22
- Lichtbogenkontakte Arcing contacts
- 3030
- Isolierdüse insulating
- 4040
- Druckraum pressure chamber
- 5050
- Hebelgetriebe lever mechanism
- 51, 52. 5351, 52. 53
- Koppelglieder coupling members
- 5454
- Winkelhebel bell crank
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- WO 2014/096219 A1 [0004] WO 2014/096219 A1 [0004]
- EP 2309526 A1 [0005] EP 2309526 A1 [0005]
- WO 2015/024840 A1 [0005] WO 2015/024840 A1 [0005]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: HITACHI ENERGY SWITZERLAND AG, CH Free format text: FORMER OWNER: ABB TECHNOLOGY AG, ZUERICH, CH Owner name: ABB POWER GRIDS SWITZERLAND AG, CH Free format text: FORMER OWNER: ABB TECHNOLOGY AG, ZUERICH, CH Owner name: ABB SCHWEIZ AG, CH Free format text: FORMER OWNER: ABB TECHNOLOGY AG, ZUERICH, CH |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: DENNEMEYER & ASSOCIATES S.A., DE Representative=s name: ZIMMERMANN & PARTNER PATENTANWAELTE MBB, DE |
|
R163 | Identified publications notified | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: HITACHI ENERGY SWITZERLAND AG, CH Free format text: FORMER OWNER: ABB SCHWEIZ AG, BADEN, CH Owner name: ABB POWER GRIDS SWITZERLAND AG, CH Free format text: FORMER OWNER: ABB SCHWEIZ AG, BADEN, CH |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: DENNEMEYER & ASSOCIATES S.A., DE |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: HITACHI ENERGY SWITZERLAND AG, CH Free format text: FORMER OWNER: ABB POWER GRIDS SWITZERLAND AG, BADEN, CH |
|
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |