EP1327998A2 - Freiluft-Hochspannungs-Leistungsschalter - Google Patents

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EP1327998A2
EP1327998A2 EP03000239A EP03000239A EP1327998A2 EP 1327998 A2 EP1327998 A2 EP 1327998A2 EP 03000239 A EP03000239 A EP 03000239A EP 03000239 A EP03000239 A EP 03000239A EP 1327998 A2 EP1327998 A2 EP 1327998A2
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EP
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circuit breaker
drive
isolator
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outdoor high
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EP03000239A
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Thomas Dr. Betz
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ABB Technology AG
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ABB T&D Technology AG
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    • 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
    • H01H33/12—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts
    • H01H33/121—Load break switches
    • H01H33/125—Load break switches comprising a separate circuit breaker
    • 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
    • H01H33/42—Driving mechanisms

Definitions

  • the invention relates to an outdoor high-voltage circuit breaker.
  • the invention has for its object one with regard to the required space to specify optimized outdoor high-voltage circuit breakers.
  • the advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that the integration of circuit breakers and disconnectors saves space and costs in comparison to a usual separate design of these switching devices.
  • the integrated Isolator advantageously has a visible isolating distance.
  • Fig. 1 is a first embodiment of an outdoor high voltage circuit breaker shown.
  • a vertically arranged circuit breaker 1.1 can be seen, the on has an electrical connection 2.1 at its upper end and at its lower end End is connected to a gear 3.1.
  • the gearbox 3.1 is based on the upper one End of a vertically arranged insulator 4.1, which at its lower end is attached to a drive 5.1.
  • a drive rod (insulating rod) 6.1 runs in Interior of the isolator 4.1 between drive 5.1 and gear 3.1.
  • a separator 7.1 designed as a rotary isolator is attached to the side of the gearbox 3.1 the pivot point of the isolator is on / in the gearbox 3.1 and the two possible ones End positions of the separator are shown in dashed lines.
  • the position “separator disconnected "results in a position of the disconnector 7.1 parallel to the circuit breaker 1.1.
  • the disconnector switched on" position there is a position of the disconnector 7.1 perpendicular to the circuit breaker 2.1, the isolator having an electrical connection 8.1 contacted.
  • the configuration shown represents an electrical series connection Connection 2.1 - circuit breaker 1.1 - isolator 7.1 - electrical connection 8.1.
  • FIG. 2 is a second embodiment of an outdoor high voltage circuit breaker shown. It is a horizontally arranged circuit breaker 1.2 to recognize that has an electrical connection 2.2 at one end and is connected at its further end to a gear 3.2.
  • the gear 3.2 supports on the upper end of a vertically arranged insulator 4.2, which on its lower end is attached to a drive 5.2.
  • a drive rod (insulating rod) 6.2 runs in the interior of insulator 4.2 between drive 5.2 and gear 3.2.
  • switched integrated isolator is advantageous for both switchgear functions - Circuit breaker function and disconnector function - advantageously only one drive 5.1 or 5.2 required.
  • a servo motor with stepped can be used as drive 5.1, 5.2 Characteristic movement curve (to fulfill the different movement sequences of the two switching devices) or a similar electric motor.
  • This drive in terms of performance is only slightly higher than that for a circuit breaker alone would be required since those caused by the drive Movements of both switchgear are offset.
  • a cam is preferably used as the gear 3.1, 3.2, which on the one hand is driven via the drive rod 6.1, 6.2 and on the other hand two connection points with the two switching devices, these connection points in Form of curves are formed on the cam, in which the drive elements of the switchgear.
  • Circuit breaker 1.1, 1.2 and isolator 7.1, 7.2 are independent of the current switching position of the disconnector or Circuit breaker always electrically connected.
  • a vacuum circuit breaker is preferably used as the circuit breaker, which has the advantage of great compactness and only requires low drive energy. It becomes a very compact and cost-effective overall solution with a highly integrated Functionality achieved.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

Es wird ein Freiluft-Hochspannungs-Leistungsschalter mit integriertem Trenner vorgeschlagen,
  • wobei der Leistungsschalter (1.1, 1.2) an seinem einen Ende einen elektrischen Anschluß (2.1, 2.2) aufweist und an seinem weiteren Ende mit einem Getriebe (3.1, 3.2) verbunden ist, welches sich auf dem einen Ende eines Isolators (4.1, 4.2) abstützt, der an seinem weiteren Ende an einem Antrieb (5.1, 5.2) befestigt ist, wobei eine Antriebsstange (6.1, 6.2) zwischen Antrieb und Getriebe verläuft,
  • wobei am Getriebe (3.1, 3.2) ein Trenner (7.1, 7.2) befestigt ist, welcher einerseits mit dem Leistungsschalter elektrisch verbunden ist und andererseits bedarfsweise einen elektrischen Anschluß (8.1, 8.2) kontaktiert,
  • wobei der Antrieb über die Antriebsstange (6.1, 6.2) und das Getriebe (3.1, 3.2) sowohl den Leistungsschalter (1.1, 1.2) als auch den Trenner (7.1, 7.2) entsprechend unterschiedlichen vorgegebenen Bewegungsabläufen antreibt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Freiluft-Hochspannungs-Leistungsschalter.
Bei Freiluft-Schaltanlagen ist es allgemein üblich, die einzelnen Schaltgeräte, wie insbesondere Leistungsschalter und Trenner, in Form einzelner Geräte unter Beachtung der elektrischen Isolationsanforderungen anzuordnen. Dabei ergeben sich bezüglich des Raumbedarfs relativ aufwendige Konfigurationen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hinsichtlich des erforderlichen Raumbedarfs optimierten Freiluft-Hochspannungs-Leistungsschalter anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Freiluft-Hochspannungs-Leistungsschalter mit integriertem Trenner,
  • wobei der Leistungsschalter an seinem einen Ende einen elektrischen Anschluß aufweist und an seinem weiteren Ende mit einem Getriebe verbunden ist, welches sich auf dem einen Ende eines Isolators abstützt, der an seinem weiteren Ende an einem Antrieb befestigt ist, wobei eine Antriebsstange zwischen Antrieb und Getriebe verläuft,
  • wobei am Getriebe ein Trenner befestigt ist, welcher einerseits mit dem Leistungsschalter elektrisch verbunden ist und andererseits bedarfsweise einen elektrischen Anschluß kontaktiert,
  • wobei der Antrieb über die Antriebsstange und das Getriebe sowohl den Leistungsschalter als auch den Trenner entsprechend unterschiedlichen vorgegebenen Bewegungsabläufen antreibt.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Integration von Leistungsschalter und Trenner platzsparend und kostensparend im Vergleich zu einer üblichen getrennten Bauweise dieser Schaltgeräte ist. Der integrierte Trenner hat vorteilhaft eine sichtbare Trennstrecke.
Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
Fig.1
eine erste Ausführungsart eines Freiluft-Hochspannungs-Leistungsschalters,
Fig. 2
eine zweite Ausführungsart eines Freiluft-Hochspannungs- Leistungsschalters.
In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsart eines Freiluft-Hochspannungs-Leistungsschalters dargestellt. Es ist ein vertikal angeordneter Leistungsschalter 1.1 zu erkennen, der an seinem oberen Ende einen elektrischen Anschluß 2.1 aufweist und an seinem unteren Ende mit einem Getriebe 3.1 verbunden ist. Das Getriebe 3.1 stützt sich auf dem oberen Ende eines vertikal angeordneten Isolators 4.1 ab, welcher an seinem unteren Ende auf einem Antrieb 5.1 befestigt ist. Eine Antriebsstange (Isolierstange) 6.1 verläuft im Innenraum des Isolators 4.1 zwischen Antrieb 5.1 und Getriebe 3.1.
Am Getriebe 3.1 ist seitlich ein als Drehtrenner ausgebildeter Trenner 7.1 befestigt, wobei sich der Drehpunkt des Trenners am/im Getriebe 3.1 befindet und die beiden möglichen Endpositionen des Trenners gestrichelt dargestellt sind. In der Stellung "Trenner ausgeschaltet" ergibt sich eine Position des Trenners 7.1 parallel zum Leistungsschalter 1.1. In der Stellung "Trenner eingeschaltet" ergibt sich eine Position des Trenners 7.1 senkrecht zum Leistungsschalter 2.1, wobei der Trenner einen elektrischen Anschluß 8.1 kontaktiert. Die dargestellte Konfiguration stellt eine Serienschaltung elektrischer Anschluß 2.1 - Leistungsschalter 1.1 - Trenner 7.1 - elektrischer Anschluß 8.1 dar.
In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsart eines Freiluft-Hochspannungs-Leistungsschalters dargestellt. Es ist ein horizontal angeordneter Leistungsschalter 1.2 zu erkennen, der an seinem einen Ende einen elektrischen Anschluß 2.2 aufweist und an seinem weiteren Ende mit einem Getriebe 3.2 verbunden ist. Das Getriebe 3.2 stützt sich auf dem oberen Ende eines vertikal angeordneten Isolators 4.2 ab, welcher an seinem unteren Ende auf einem Antrieb 5.2 befestigt ist. Eine Antriebsstange (Isolierstange) 6.2 verläuft im Innenraum des Isolators 4.2 zwischen Antrieb 5.2 und Getriebe 3.2.
Am Getriebe 3.2 ist an der dem Leistungsschalter 1.2 gegenüberliegenden Seite ein als Drehtrenner ausgebildeter Trenner 7.2 befestigt, wobei sich der Drehpunkt des Trenners am/im Getriebe 3.2 befindet und eine der beiden möglichen Endpositionen des Trenners gestrichelt dargestellt ist. In der Stellung "Trenner ausgeschaltet" ergibt sich eine Position des Trenners 7.2 senkrecht zum Leistungsschalter 1.2. In der Stellung "Trenner eingeschaltet" kontaktiert der Trenner 7.2 einen elektrischen Anschluß 8.2. Es ist eine aus dem Getriebe 3.2 ragende Antriebsstange 9.2 zur Betätigung des Trenners 7.2 zu erkennen. Die dargestellte Konfiguration stellt eine Serienschaltung elektrischer Anschluß 2.2 - Leistungsschalter 1.2 - Trenner 7.2 - elektrischer Anschluß 8.2 dar.
Beim vorstehend beschriebenen Freiluft-Hochspannungs-Leistungsschalter mit in Serie geschaltetem integriertem Trenner wird vorteilhaft für beide Schaltgeräte-Funktionen - Leistungsschalter-Funktion und Trenner-Funktion - vorteilhaft nur ein einziger Antrieb 5.1 bzw. 5.2 benötigt. Als Antrieb 5.1, 5.2 kann beispielsweise ein Servomotor mit gestufter Bewegungskennlinie (zur Erfüllung der unterschiedlichen Bewegungsabläufe der beiden Schaltgeräte) oder ähnlicher elektrischer Motor eingesetzt werden. Die Auslegung dieses Antriebs hinsichtlich der Leistung ist lediglich geringfügig höher als dies für einen Leistungsschalter allein erforderlich wäre, da die durch den Antrieb bewirkten Bewegungen beider Schaltgeräte versetzt erfolgen.
Als Getriebe 3.1, 3.2 wird vorzugsweise eine Kurvenscheibe eingesetzt, welche einerseits über die Antriebsstange 6.1, 6.2 angetrieben wird und andererseits zwei Verbindungspunkte mit den beiden Schaltgeräten aufweist, wobei diese Verbindungspunkte in Form von Kurvenverläufen auf der Kurvenscheibe ausgebildet sind, in welche die Antriebselemente der Schaltgeräte eingreifen. Leistungsschalter 1.1, 1.2 und Trenner 7.1, 7.2 sind unabhängig von der jeweils aktuellen Schaltposition des Trenners oder des Leistungsschalters stets elektrisch miteinander verbunden.
Als Leistungsschalter wird vorzugsweise ein Vakuum-Leistungsschalter eingesetzt, was den Vorteil großer Kompaktheit hat und lediglich geringe Antriebsenergie benötigt. Es wird insgesamt eine sehr kompakte und kostengünstige Gesamtlösung mit hochintegrierter Funktionalität erzielt.

Claims (5)

  1. Freiluft-Hochspannungs-Leistungsschalter mit integriertem Trenner,
    wobei der Leistungsschalter (1.1, 1.2) an seinem einen Ende einen elektrischen Anschluß (2.1, 2.2) aufweist und an seinem weiteren Ende mit einem Getriebe (3.1, 3.2) verbunden ist, welches sich auf dem einen Ende eines Isolators (4.1, 4.2) abstützt, der an seinem weiteren Ende an einem Antrieb (5.1, 5.2) befestigt ist, wobei eine Antriebsstange (6.1, 6.2) zwischen Antrieb und Getriebe verläuft,
    wobei am Getriebe (3.1, 3.2) ein Trenner (7.1, 7.2) befestigt ist, welcher einerseits mit dem Leistungsschalter elektrisch verbunden ist und andererseits bedarfsweise einen elektrischen Anschluß (8.1, 8.2) kontaktiert,
    wobei der Antrieb über die Antriebsstange (6.1, 6.2) und das Getriebe (3.1, 3.2) sowohl den Leistungsschalter (1.1, 1.2) als auch den Trenner (7.1, 7.2) entsprechend unterschiedlichen vorgegebenen Bewegungsabläufen antreibt.
  2. Freiluft-Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trenner (7.1, 7.2) als Drehtrenner ausgebildet ist.
  3. Freiluft-Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vakuum-Leistungsschalter als Leistungsschalter (1.1, 1.2) eingesetzt ist.
  4. Freiluft-Hochspannungs-Leistungsschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Getriebe (3.1, 3.2) eine Kurvenscheibe eingesetzt ist, welche einerseits über die Antriebsstange (6.1, 6.2) antreibbar ist und andererseits Verbindungspunkte mit den beiden Schaltgeräten (1.1, 1.2, 7.1, 7.2) aufweist, wobei diese Verbindungspunkte in Form von Kurvenverläufen auf der Kurvenscheibe ausgebildet sind, in welche Antriebselemente der Schaltgeräte eingreifen.
  5. Freiluft-Hochspannungs-Leistungsschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb (5.1, 5.2) ein elektrischer Motor, insbesondere Servomotor, mit gestufter Bewegungskennlinie zur Erfüllung der unterschiedlichen Bewegungsabläufe der beiden Schaltgeräte eingesetzt ist.
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