EP2245645A1 - Short-circuit device having pyrotechnic trigger - Google Patents

Short-circuit device having pyrotechnic trigger

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Publication number
EP2245645A1
EP2245645A1 EP09704768A EP09704768A EP2245645A1 EP 2245645 A1 EP2245645 A1 EP 2245645A1 EP 09704768 A EP09704768 A EP 09704768A EP 09704768 A EP09704768 A EP 09704768A EP 2245645 A1 EP2245645 A1 EP 2245645A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
short
contact
circuit device
contact arrangement
pyrotechnic
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.)
Withdrawn
Application number
EP09704768A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jens Burger
Jörg DORN
Thomas KÜBEL
Roman Renz
Andreas Stelzer
Andreas Zenkner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2245645A1 publication Critical patent/EP2245645A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H39/004—Closing switches
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a short-circuit device for electrically bridging an electric module with a arranged in a switching chamber contact arrangement, which has a breaker position in which a current flow through the contact arrangement is interrupted, and a contact position in which a current flow is made possible via the contact arrangement, and with a pyrotechnic drive for transferring the contact assembly from its breaker position to its contact position.
  • the invention further relates to a device for converting an electric current in the field of energy transmission and distribution with power semiconductor modules, which are connected to each other via e- lektwitz connecting means to form a series ⁇ circuit, each power semiconductor module associated with a KurzQuery learned for bridging the respective power semiconductor module is.
  • Such a short-circuiting device is already known from DE 102 54 497 B3.
  • the short-circuit device described there is used for short-circuiting phases of an electric power supply line in the range of low or medium voltage.
  • the short-circuiting device is intended to prevent the occurrence of an arc fault in the event of a fault.
  • the phases of the electric power supply line are short-circuited, so that the arc is removed from the arc and this finally goes out.
  • To trigger the short-circuit device is a reaction chamber which is filled with a gas which is capable of a photochemical reaction. Due to the explosive effects of this photochemical reaction Onsartig released reaction energy contacts of the short circuit device are closed. The initiation of the photochemical reaction takes place by coupling a light of the arc fault into the reaction chamber by means of optical waveguide.
  • a fast drive for a vacuum interrupter tube is disclosed.
  • the drive includes a elekt ⁇ step switch by the closure of which an energy store is shorted. In this way, a liquid is heated, the explosive gases occurring close the vacuum interrupter. The evaporation of liquids ⁇ is repeated in contrast to the triggering of a pyrotechnic drive.
  • the apparatus disclosed therein is provided to short-circuit of power semiconductor modules, wherein the power semiconductor modules are ge ⁇ switches, for example in series and form a phase module of an inverter off.
  • the inverter is used to convert an electrical alternating current into a direct current or vice versa.
  • a short-circuit device is provided with which the faulty power semiconductor module can be bridged.
  • the short-circuit device comprises a pyrotechnic ⁇ mechanical element comprising an explosive and a displaceable by the explosive release means.
  • the closing time of the parallel contact ie the second stage, however, is slower than that of the pyrotechnically driven switch and is in the range of a few milliseconds.
  • the required current carrying capacity can be achieved.
  • the two-stage switching brings a high mechanical complexity with it.
  • complete closure of the two-stage switch in less than a millisecond is not possible.
  • the object of the invention is therefore to provide a short-circuit device and a device of the aforementioned type, with which a cost-effective fast short-circuiting is made possible, at the same time a high current ⁇ carrying capacity is provided.
  • the invention solves this problem in that the switching chamber is a vacuum switching chamber in which a vacuum prevails.
  • the inventive step lies in the combination of two components, which are combined into an extremely fast triggering high voltage switch with high current carrying capacity.
  • the invention which is powered by the pyrotechnic arrival to be closed contact arrangement in a vacuum environment ⁇
  • a vacuum interrupter chamber such as vacuum interrupter disposed.
  • the distance between the contacts of the con ⁇ tact arrangement in a vacuum may be much lower than in an air atmosphere at the same voltage drop across the contacts in their breaker position. With decreasing distance of the switching contacts of the contact arrangement, however, shortens their closing time.
  • the inventive device is thus functionally reliable even for long lifetime than ⁇ s, so that a reliable switching is made possible even for years.
  • the pyrotechnic drive has a pyro-technical force element, which ver ⁇ adds an explosive device and a displaceable by the explosive release means.
  • a protection for the parallel electrical module provided.
  • the Wandun ⁇ conditions of the housing are suitably designed so thick that a bursting of the housing or other parts of the pyrotechnic drive is avoided in the event of an explosion or in other words in the event of triggering.
  • the contact arrangement has at least one moving contact, which is mechanically connected to the triggering means via connecting means.
  • the triggering means By triggering the pyrotechnic drive, the triggering means is moved, wherein the movement of the triggering means is introduced via the connecting means in the moving contactmaschinean ⁇ order.
  • each moving contact comes in ⁇ play, in contact with a fixed in the vacuum interrupter mer mounted fixed contact so that a current flow through the contact assembly is made possible.
  • advancement of the moving contact and the trigger means are movably guided in a longitudinal direction, wherein the moving contact and the Auslensemit ⁇ tel are arranged in said longitudinal direction one behind the other.
  • triggering the pyrotechnic drive is carried out by the triggering a lifting movement.
  • a pen is moved in the said longitudinal direction.
  • This lifting movement is initiated via the connecting means un ⁇ indirectly in the also longitudinally movable moving contact of the contact arrangement, wherein the directions of movement of moving contact and release means are aligned or in other words, collinear with each other.
  • an electrically non-conductive holding frame for holding the vacuum interrupter chamber and the pyrotechnic drive is provided.
  • the holding frame thus ensures a constant even in the case of an explosion distance between the vacuum interrupter chamber or in other words vacuum interrupter and pyrotechnic drive.
  • the kinetic energy generated by triggering the pyrotechnic drive can thus not fizzle, but due to the fixed support only lead to a closing of the contact arrangement.
  • an electrically triggerable ignition is provided for triggering a switching movement of the pyrotechnic drive.
  • Electrical ignition systems are known as such, so that a detailed description thereof entfal ⁇ len can.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the short-circuiting device according to the invention in a perspective view
  • FIG 2 shows the short-circuiting device according to Figure 1 from below and
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the short-circuiting device 1 according to the invention in a perspective representation.
  • the short-circuiting device 1 shown has a vacuum interrupter 2, which forms in its interior a vacuum interrupter chamber, not shown in the figure, in which a vacuum is applied.
  • a vacuum interrupter 2 In the vacuum chamber of the vacuum interrupter 2 are a fixed verbun ⁇ with the vacuum interrupter 2 ⁇ dener figuratively not shown fixed contact and a moving contact in a longitudinal direction 3 opposite.
  • the moving contact is guided movably in the longitudinal direction 3 so that is pressed by introducing a drive movement, in this case a lifting movement, the movable contact against the fixed contact, so that a current flow through the vacuum interrupter 2 it is ⁇ made possible.
  • a metal bellows 4 is provided for the movable mounting of the moving contact while maintaining the vacuum in the interior of the vacuum interrupter chamber.
  • the metal bellows 4 is vacuum-tightly attached to a BewegTypebolzen, which carries the moving contact at its free end.
  • the remote from the moving contact end of BewegCountbolzens extends outside of the vacuum interrupter and is here electrically connected via a sliding contact with a BewegTypeklemm scholar 5, to which a Beweg.an gleichklemme 6 is attached.
  • the fixed contact of the vacuum interrupter 2 is fixed to a protruding into the vacuum interrupter chamber end of a fixed contact pin 7, which passes through the boundary wall of the Vakuumschaltröh- re 2 and is electrically connected at its end facing away from the fixed contact with a Fest.klemm Institution 8.
  • the fixed contact clamping piece 8 serves for attaching a fixed contact terminal 9.
  • the support frame 12 is electrically non-conductive and consists of an insulating ⁇ fabric, for example, a glass fiber reinforced plastic ⁇ material.
  • the vacuum interrupter 2 is fixedly connected to the fixed contact pin 7 by means of a fastening nut 13 with the holding frame 12.
  • the pyrotechnic actuator 10 includes a fi Gürlich not shown trigger means is moved in the exploded ⁇ case in the longitudinal direction 3 of the vacuum interrupter. 2
  • the triggering means is mechanically connected via connecting means 14 to the moving contact pin and thus to the vacuum interrupter 2, so that the kinetic energy of the pyrotechnic drive 10 generated in the explosion case in FIG
  • FIG. 2 shows the exemplary embodiment according to FIG. 1 from below .
  • the connecting means 14 which extend in the longitudinal direction 3 between the pyrotechnic drive
  • FIG. 3 shows the device according to FIG. 1 in a side view, wherein the moving contact pin 7 and its fastening Supply by the mounting screw 13 are particularly well ⁇ he know.

Landscapes

  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)
  • Fuses (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

In order to provide a short-circuit device (1) for the electrical bypass of an electric module having a contact arrangement, which is disposed in a switching chamber, and which has an open circuit-breaker setting, in which a current flow via the contact arrangement is interrupted, and a contact setting, in which a current flow via the contact arrangement is made possible, and having a pyrotechnic drive (10) for transferring the contact arrangement from its circuit breaker setting into its contact setting, using which a cost-effective, rapid bypass or short-circuit is made possible, wherein a large current carrying capacity is provided simultaneously, it is proposed that the switching chamber is a vacuum switching chamber (2), in which a vacuum prevails.

Description

Beschreibungdescription
Kurzschlussvorrichtung mit pyrotechnischer AuslösungShort circuit device with pyrotechnic release
Die Erfindung betrifft eine Kurzschlussvorrichtung zum elektrischen Überbrücken eines Elektromoduls mit einer in einer Schaltkammer angeordneten Kontaktanordnung, die eine Unterbrecherstellung, in der ein Stromfluss über die Kontaktanordnung unterbrochen ist, und eine Kontaktstellung aufweist, in der ein Stromfluss über die Kontaktanordnung ermöglicht ist, und mit einem pyrotechnischen Antrieb zum Überführen der Kontaktanordnung von ihrer Unterbrecherstellung in ihre Kontaktstellung.The invention relates to a short-circuit device for electrically bridging an electric module with a arranged in a switching chamber contact arrangement, which has a breaker position in which a current flow through the contact arrangement is interrupted, and a contact position in which a current flow is made possible via the contact arrangement, and with a pyrotechnic drive for transferring the contact assembly from its breaker position to its contact position.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Umrichten eines elektrischen Stromes im Bereich der Energieübertragung und -Verteilung mit Leistungshalbleitermodulen, die über e- lektrische Verbindungsmittel unter Ausbildung einer Reihen¬ schaltung miteinander verbunden sind, wobei jedem Leistungs- halbleitermodul eine Kurzschlusseinrichtung zum Überbrücken des jeweiligen Leistungshalbleitermoduls zugeordnet ist.The invention further relates to a device for converting an electric current in the field of energy transmission and distribution with power semiconductor modules, which are connected to each other via e- lektrische connecting means to form a series ¬ circuit, each power semiconductor module associated with a Kurzschlusseinrichtung for bridging the respective power semiconductor module is.
Eine solche Kurzschlussvorrichtung ist aus der DE 102 54 497 B3 bereits bekannt. Die dort beschriebene Kurzschlussvorrich- tung dient zum Kurzschließen von Phasen einer Elektroenergieversorgungsleitung im Bereich der Nieder- oder Mittelspannung. Durch den Kurzschließer soll das Auftreten eines Störlichtbogens in Fehlerfall unterbunden werden. Hierzu werden die Phasen der Elektroenergieversorgungsleitung kurzgeschlos- sen, so dass dem Störlichtbogen die Energie entzogen wird und dieser schließlich erlischt. Zum Auslösen der Kurzschlussvorrichtung dient eine Reaktionskammer, die mit einem Gas befüllt ist, das zu einer photochemischen Reaktion befähigt ist. Durch die bei dieser photochemischen Reaktion explosi- onsartig freigesetzte Reaktionsenergie werden Kontakte der Kurzschlussvorrichtung geschlossen. Die Auslösung der photochemischen Reaktion erfolgt durch Einkopplung eines Lichtes des Störlichtbogens in die Reaktionskammer mittels Lichtwel- lenleiter.Such a short-circuiting device is already known from DE 102 54 497 B3. The short-circuit device described there is used for short-circuiting phases of an electric power supply line in the range of low or medium voltage. The short-circuiting device is intended to prevent the occurrence of an arc fault in the event of a fault. For this purpose, the phases of the electric power supply line are short-circuited, so that the arc is removed from the arc and this finally goes out. To trigger the short-circuit device is a reaction chamber which is filled with a gas which is capable of a photochemical reaction. Due to the explosive effects of this photochemical reaction Onsartig released reaction energy contacts of the short circuit device are closed. The initiation of the photochemical reaction takes place by coupling a light of the arc fault into the reaction chamber by means of optical waveguide.
Weitere Kurzschlussvorrichtungen mit pyrotechnischem Antrieb sind beispielsweise in der EP 1 282 145 Al, der WO 9741582 oder der DE 199 55 682 Al beschrieben.Further short-circuit devices with pyrotechnic drive are described, for example, in EP 1 282 145 A1, WO 9741582 or DE 199 55 682 A1.
Aus der DE 103 45 502 Al ist ein schneller Antrieb für eine Vakuumschaltröhre offenbart. Der Antrieb umfasst einen elekt¬ rischen Schalter, durch dessen Schließen ein Energiespeicher kurzgeschlossen wird. Auf diese Weise wird eine Flüssigkeit erhitzt, deren explosionsartig auftretenden Verdampfungsgase die Vakuumschaltröhre schließen. Das Verdampfen von Flüssig¬ keiten ist im Gegensatz zur Auslösung eines pyrotechnischen Antriebes wiederholbar.From DE 103 45 502 Al a fast drive for a vacuum interrupter tube is disclosed. The drive includes a elekt ¬ step switch by the closure of which an energy store is shorted. In this way, a liquid is heated, the explosive gases occurring close the vacuum interrupter. The evaporation of liquids ¬ is repeated in contrast to the triggering of a pyrotechnic drive.
Die eingangs genannte Vorrichtung ist aus der WO 2007/095873 Al bekannt geworden. Die dort offenbarte Vorrichtung ist zum Kurzschließen von Leistungshalbleitermodulen vorgesehen, wobei die Leistungshalbleitermodule beispielsweise in Reihe ge¬ schaltet sind und einen Phasenbaustein eines Umrichters aus- bilden. Der Umrichter dient zum Umrichten eines elektrischen Wechselstromes in einen Gleichstrom oder umgekehrt. Um im Fehlerfall eines einzigen Leistungshalbleitermoduls den Be¬ trieb des Umrichters mit Hilfe der störungsfreien Leistungs¬ halbleitermodule weiter fortsetzen zu können, ist eine Kurz- Schlusseinrichtung vorgesehen, mit der das fehlerhafte Leistungshalbleitermodul überbrückt werden kann. Die Kurzschluss¬ einrichtung umfasst ein pyrotechnisch mechanisches Element, das einen Sprengsatz und einen durch den Sprengsatz verschiebbares Auslösemittel aufweist. Es hat sich in der Praxis herausgestellt, dass im Bereich der Hoch- und Mittelspannungstechnik das Kurzschließen solcher Leistungshalbleitermodule in einer möglichst kurzen Zeit er¬ folgen muss, um weitreichende Schäden des Umrichters wir- kungsvoll begrenzen zu können. Aufgrund der hohen Geschwindigkeitsanforderungen können gemäß dem Stand der Technik jedoch nur kleine Massen durch den pyrotechnischen Antrieb bewegt werden. Dies hat eine begrenzte Stromtragfähigkeit der pyrotechnisch angetriebenen Kontaktanordnung im Gefolge. Aus diesem Grund wurde gemäß dem Stand der Technik ein zweiter parallel geschalteter Kontakt geschlossen, wobei der Antrieb des parallelen Kontakts ein Federspeicherantrieb war. Dieser Federspeicherantrieb wird bei der Auslösung des pyrotechni¬ schen Antriebs ebenfalls frei gegeben. Die Schließzeit des parallel geschalteten Kontaktes, also der zweiten Stufe, ist jedoch langsamer als diejenige des pyrotechnisch angetriebenen Schalters und liegt im Bereich einiger Millisekunden. Durch das Schließen der zweiten Stufe kann jedoch die erforderliche Stromtragfähigkeit erreicht werden. Das zweistufige Schalten bringt jedoch einen hohen mechanischen Aufwand mit sich. Darüber hinaus besteht aufgrund der einzuhaltenden Luftstrecken und der parallelen Bauweise des mechanischen und pyrotechnischen Schalters ein großer Platzbedarf. Auch ist kein vollständiges Schließen des zweistufigen Schalters in weniger als einer Millisekunde möglich.The device mentioned at the beginning has become known from WO 2007/095873 A1. The apparatus disclosed therein is provided to short-circuit of power semiconductor modules, wherein the power semiconductor modules are ge ¬ switches, for example in series and form a phase module of an inverter off. The inverter is used to convert an electrical alternating current into a direct current or vice versa. In order to Be ¬ in case of failure of a single power semiconductor module driving the inverter with the aid of the fault-free performance ¬ semiconductor modules to continue, a short-circuit device is provided with which the faulty power semiconductor module can be bridged. The short-circuit device comprises a pyrotechnic ¬ mechanical element comprising an explosive and a displaceable by the explosive release means. It has been found in practice that he needs in the field of high and medium voltage technology, the shorting of such power semiconductor modules in the shortest possible time ¬ follow in order to limit extensive damage of the inverter effec- tively. Due to the high speed requirements, however, according to the prior art, only small masses can be moved by the pyrotechnic drive. This has a limited current carrying capacity of the pyrotechnically driven contact arrangement in the wake. For this reason, according to the prior art, a second parallel-connected contact was closed, wherein the drive of the parallel contact was a spring-loaded drive. This spring operating mechanism is also given freely in triggering the pyrotechni ¬ rule drive. The closing time of the parallel contact, ie the second stage, however, is slower than that of the pyrotechnically driven switch and is in the range of a few milliseconds. By closing the second stage, however, the required current carrying capacity can be achieved. However, the two-stage switching brings a high mechanical complexity with it. In addition, there is a large space requirement due to the air gaps to be maintained and the parallel construction of the mechanical and pyrotechnic switch. Also, complete closure of the two-stage switch in less than a millisecond is not possible.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kurzschlussvorrichtung und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit denen ein kostengünstiges schnelles Kurz- schließen ermöglicht ist, wobei gleichzeitig eine hohe Strom¬ tragfähigkeit bereitgestellt ist.The object of the invention is therefore to provide a short-circuit device and a device of the aforementioned type, with which a cost-effective fast short-circuiting is made possible, at the same time a high current ¬ carrying capacity is provided.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Schaltkammer eine Vakuumschaltkammer ist, in der ein Vakuum herrscht. Der erfinderische Schritt liegt in der Kombination zweier Bauelemente, die zu einem extrem schnell auslösenden Hochspannungsschalter mit hoher Stromtragfähigkeit kombiniert sind. Erfindungsgemäß ist die durch den pyrotechnischen An- trieb zu schließende Kontaktanordnung in einer Vakuumumge¬ bung, nämlich einer Vakuumschaltkammer, beispielsweise Vakuumschaltröhre, angeordnet. Der Abstand der Kontakte der Kon¬ taktanordnung im Vakuum kann bei gleicher an den Kontakten in ihrer Unterbrecherstellung abfallenden Spannung wesentlich geringer sein als in einer Luftatmosphäre. Mit kleiner werdendem Abstand der Schaltkontakte der Kontaktanordnung verkürzt sich jedoch deren Schließdauer. Somit können aufgrund des geringeren Abstandes der Schaltkontakte diese eine größe¬ re Masse aufweisen, ohne dass der geforderte Schaltdauerbe- reich, beispielsweise Schaltdauern unterhalb einer Millise¬ kunde, verlassen wird. Schaltkontakte, die eine höhere Masse aufweisen, verfügen jedoch über eine höhere Stromtragfähigkeit, so dass ein Parallelschalten einer zweiten Schaltstufe im Rahmen der Erfindung überflüssig geworden ist. Die erfin- dungsgemäße Kurzschlussvorrichtung ist somit kompakt, weist eine kurze Schließdauer und eine ausreichend hohe Stromtrag¬ fähigkeit auf.The invention solves this problem in that the switching chamber is a vacuum switching chamber in which a vacuum prevails. The inventive step lies in the combination of two components, which are combined into an extremely fast triggering high voltage switch with high current carrying capacity. According to the invention which is powered by the pyrotechnic arrival to be closed contact arrangement in a vacuum environment ¬ Conversely, namely a vacuum interrupter chamber, such as vacuum interrupter disposed. The distance between the contacts of the con ¬ tact arrangement in a vacuum may be much lower than in an air atmosphere at the same voltage drop across the contacts in their breaker position. With decreasing distance of the switching contacts of the contact arrangement, however, shortens their closing time. Thus, these have a size ¬ re mass due to the smaller distance of the switch contacts without the required Schaltdauerbe- rich, for example, switching durations below a milliseconds ¬ customer, is exited. Switching contacts which have a higher mass, however, have a higher current carrying capacity, so that a parallel switching of a second switching stage has become superfluous in the context of the invention. The inventions dung contemporary short circuit device is thus compact, has a short closing period and a sufficiently high current carrying capability ¬.
Darüber hinaus wird auch nur eine begrenzte Energie zum Aus- lösen des pyrotechnischen Antriebs benötigt, wobei hohe Kräf¬ te in die Kontaktanordnung eingeleitet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit auch bei langen Lebensdau¬ ern funktionssicher, so dass ein zuverlässiges Schalten auch über Jahre hinweg ermöglicht ist.In addition, a limited energy is the triggering of the pyrotechnic drive required, with high Strengthens ¬ te be introduced into the contact arrangement. The inventive device is thus functionally reliable even for long lifetime than ¬ s, so that a reliable switching is made possible even for years.
Vorteilhafterweise weist der pyrotechnische Antrieb ein pyro- technisches Kraftelement auf, das über einen Sprengsatz und ein durch den Sprengsatz verschiebbares Auslösemittel ver¬ fügt. Durch das Gehäuse ist beispielsweise ein Schutz für das parallel geschaltete Elektromodul bereitgestellt. Die Wandun¬ gen des Gehäuses sind zweckmäßigerweise so dick ausgestaltet, dass ein Zerbersten des Gehäuses oder sonstiger Teile des py- rotechnischen Antriebs im Explosionsfall oder mit anderen Worten im Auslösungsfall vermieden ist.Advantageously, the pyrotechnic drive has a pyro-technical force element, which ver ¬ adds an explosive device and a displaceable by the explosive release means. Through the case, for example, a protection for the parallel electrical module provided. The Wandun ¬ conditions of the housing are suitably designed so thick that a bursting of the housing or other parts of the pyrotechnic drive is avoided in the event of an explosion or in other words in the event of triggering.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Kontaktanordnung wenigstens einen Bewegkontakt auf, der über Verbindungsmittel mechanisch mit dem Auslösemittel verbunden ist. Durch das Auslösen des pyrotechnischen Antriebs wird das Auslösemittel bewegt, wobei die Bewegung des Auslösemittels über die Verbindungsmittel in den Bewegkontakt der Kontaktan¬ ordnung eingeleitet wird. Dabei gerät jeder Bewegkontakt bei¬ spielsweise in Kontakt mit einem fest in der Vakuumschaltkam- mer angebrachten Festkontakt, so dass ein Stromfluss über die Kontaktanordnung ermöglicht ist.According to a preferred embodiment of the invention, the contact arrangement has at least one moving contact, which is mechanically connected to the triggering means via connecting means. By triggering the pyrotechnic drive, the triggering means is moved, wherein the movement of the triggering means is introduced via the connecting means in the moving contact Kontaktan ¬ order. In this case, each moving contact comes in ¬ play, in contact with a fixed in the vacuum interrupter mer mounted fixed contact so that a current flow through the contact assembly is made possible.
Gemäß einer diesbezüglich zweckmäßigen Weiterentwicklung sind der Bewegkontakt und das Auslösemittel in einer Längsrichtung beweglich geführt, wobei der Bewegkontakt und das Auslösemit¬ tel in der besagten Längsrichtung hintereinander angeordnet sind. Durch das Auslösen des pyrotechnischen Antriebs wird durch das Auslösemittel eine Hubbewegung ausgeführt. So wird beispielsweise ein Stift in der besagten Längsrichtung be- wegt . Diese Hubbewegung wird über die Verbindungsmittel un¬ mittelbar in den ebenfalls längs beweglichen Bewegkontakt der Kontaktanordnung eingeleitet, wobei die Bewegungsrichtungen von Bewegkontakt und Auslösemittel fluchtend oder mit anderen Worten kolinear zueinander sind. Aufgrund dieser fluchtenden Anordnung ist eine einfache und kostengünstige Längsverbin¬ dung, beispielsweise eine starre Schubstange oder derglei¬ chen, als Verbindungsmittel ausreichend, um die pyrotechnisch erzeugte Bewegungsenergie in den Bewegkontakt der Kontaktan- Ordnung einzuleiten. Die Verbindungsmittel sind daher vorzugsweise als starre Längsverbindung realisiert.According to an expedient in this regard advancement of the moving contact and the trigger means are movably guided in a longitudinal direction, wherein the moving contact and the Auslösemit ¬ tel are arranged in said longitudinal direction one behind the other. By triggering the pyrotechnic drive is carried out by the triggering a lifting movement. For example, a pen is moved in the said longitudinal direction. This lifting movement is initiated via the connecting means un ¬ indirectly in the also longitudinally movable moving contact of the contact arrangement, wherein the directions of movement of moving contact and release means are aligned or in other words, collinear with each other. Due to this aligned arrangement is a simple and inexpensive Längsverbin ¬ dung, such as a rigid push rod or derglei ¬ Chen, sufficient as a connecting means to the motion energy pyrotechnically generated in the moving contact of the Kontaktan- To initiate order. The connecting means are therefore preferably realized as a rigid longitudinal connection.
Zweckmäßigerweise ist ein elektrisch nicht leitender Halte- rahmen zum Halten der Vakuumschaltkammer und des pyrotechni- schen Antriebs vorgesehen. Der Halterahmen sorgt somit für einen auch im Explosionsfall gleich bleibenden Abstand zwischen Vakuumschaltkammer oder mit anderen Worten Vakuumschaltröhre und pyrotechnischem Antrieb. Die durch Auslösen des pyrotechnischen Antriebs erzeugte Bewegungsenergie kann somit nicht verpuffen, sondern aufgrund der festen Halterung nur zu einem Schließen der Kontaktanordnung führen.Appropriately, an electrically non-conductive holding frame for holding the vacuum interrupter chamber and the pyrotechnic drive is provided. The holding frame thus ensures a constant even in the case of an explosion distance between the vacuum interrupter chamber or in other words vacuum interrupter and pyrotechnic drive. The kinetic energy generated by triggering the pyrotechnic drive can thus not fizzle, but due to the fixed support only lead to a closing of the contact arrangement.
Zweckmäßigerweise ist eine elektrisch auslösbare Zündung zum Auslösen einer Schaltbewegung des pyrotechnischen Antriebs vorgesehen. Elektrische Zündungen sind als solche bekannt, so dass eine detaillierte Beschreibung an dieser Stelle entfal¬ len kann.Conveniently, an electrically triggerable ignition is provided for triggering a switching movement of the pyrotechnic drive. Electrical ignition systems are known as such, so that a detailed description thereof entfal ¬ len can.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin¬ dung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile ver¬ weisen und wobeiFurther expedient refinements and advantages of the inven ¬ tion are the subject of the following description of exemplary embodiments with reference to the figures of the drawing, wherein like reference numerals have identical components ver ¬ and wherein
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kurzschlussvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht,1 shows an embodiment of the short-circuiting device according to the invention in a perspective view,
Figur 2 die Kurzschlussvorrichtung gemäß Figur 1 von unten undFigure 2 shows the short-circuiting device according to Figure 1 from below and
Figur 3 die Kurzschlussvorrichtung gemäß Figur 1 in einer Seitenansicht zeigen. Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kurzschlussvorrichtung 1 in einer perspektivischen Darstellung. Die gezeigte Kurzschlussvorrichtung 1 weist eine Vakuumschaltröhre 2 auf, die in ihrem Inneren eine figürlich nicht dargestellte Vakuumschaltkammer ausbildet, in der ein Vakuum angelegt ist. In der Vakuumkammer der Vakuumschaltröhre 2 liegen sich ein fest mit der Vakuumschaltröhre 2 verbun¬ dener figürlich nicht dargestellter Festkontakt und ein Bewegkontakt in einer Längsrichtung 3 gegenüber. Der Bewegkon- takt ist in der Längsrichtung 3 beweglich geführt, so dass durch Einleiten einer Antriebsbewegung, in diesem Fall einer Hubbewegung, der Bewegkontakt gegen den Festkontakt gedrückt wird, so dass ein Stromfluss über die Vakuumschaltröhre 2 er¬ möglicht ist.Figure 3 show the short-circuiting device according to Figure 1 in a side view. FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the short-circuiting device 1 according to the invention in a perspective representation. The short-circuiting device 1 shown has a vacuum interrupter 2, which forms in its interior a vacuum interrupter chamber, not shown in the figure, in which a vacuum is applied. In the vacuum chamber of the vacuum interrupter 2 are a fixed verbun ¬ with the vacuum interrupter 2 ¬ dener figuratively not shown fixed contact and a moving contact in a longitudinal direction 3 opposite. The moving contact is guided movably in the longitudinal direction 3 so that is pressed by introducing a drive movement, in this case a lifting movement, the movable contact against the fixed contact, so that a current flow through the vacuum interrupter 2 it is ¬ made possible.
Zur beweglichen Halterung des Bewegkontaktes unter gleichzeitigem Aufrechterhalten des Vakuums im Inneren der Vakuumschaltkammer ist ein Metallfaltenbalg 4 vorgesehen. Der Metallfaltenbalg 4 ist vakuumdicht an einem Bewegkontaktbolzen befestigt, der an seinem freien Ende den Bewegkontakt trägt. Das vom Bewegkontakt abgewandte Ende des Bewegkontaktbolzens erstreckt sich außerhalb der Vakuumschaltröhre und ist hier über einen Schleifkontakt mit einem Bewegkontaktklemmstück 5 elektrisch verbunden, an dem eine Bewegkontaktanschlussklemme 6 befestigt ist.For the movable mounting of the moving contact while maintaining the vacuum in the interior of the vacuum interrupter chamber, a metal bellows 4 is provided. The metal bellows 4 is vacuum-tightly attached to a Bewegkontaktbolzen, which carries the moving contact at its free end. The remote from the moving contact end of Bewegkontaktbolzens extends outside of the vacuum interrupter and is here electrically connected via a sliding contact with a Bewegkontaktklemmstück 5, to which a Bewegkontaktanschlussklemme 6 is attached.
Der Festkontakt der Vakuumschaltröhre 2 ist an einem in die Vakuumschaltkammer hineinragenden Ende eines Festkontaktbolzens 7 befestigt, der die Begrenzwandung der Vakuumschaltröh- re 2 durchgreift und an seinem vom Festkontakt abgewandten Ende mit einem Festkontaktklemmstück 8 elektrisch verbunden ist. Das Festkontaktklemmstück 8 dient zur Anbringung einer Festkontaktanschlussklemme 9. Dem in Figur 1 nicht sichtbaren Bewegkontaktbolzen in Längsrichtung 3 gegenüber liegend ist ein pyrotechnischer Antrieb 10 vorgesehen, der über zwei Befestigungsschrauben 11 fest mit einem Halterahmen 12 verbunden ist. Der Halterahmen 12 ist elektrisch nicht leitend und besteht aus einem Isolier¬ stoff, beispielsweise aus einem glasfaserverstärkten Kunst¬ stoff. Die Vakuumschaltröhre 2 ist an dem Festkontaktbolzen 7 mittels einer Befestigungsmutter 13 fest mit dem Halterahmen 12 verbunden. Der pyrotechnische Antrieb 10 umfasst ein fi- gürlich nicht dargestelltes Auslösemittel, das im Explosions¬ fall in Längsrichtung 3 auf die Vakuumschaltröhre 2 zu bewegt wird. Dabei ist das Auslösemittel über Verbindungsmittel 14 mit dem Bewegkontaktbolzen und somit mit der Vakuumschaltröhre 2 mechanisch verbunden, so dass die im Explosionsfall er- zeugte Bewegungsenergie des pyrotechnischen Antriebs 10 inThe fixed contact of the vacuum interrupter 2 is fixed to a protruding into the vacuum interrupter chamber end of a fixed contact pin 7, which passes through the boundary wall of the Vakuumschaltröh- re 2 and is electrically connected at its end facing away from the fixed contact with a Festkontaktklemmstück 8. The fixed contact clamping piece 8 serves for attaching a fixed contact terminal 9. The not visible in Figure 1 Bewegkontaktbolzen in the longitudinal direction 3 opposite a pyrotechnic drive 10 is provided, which is connected via two mounting screws 11 fixed to a support frame 12. The support frame 12 is electrically non-conductive and consists of an insulating ¬ fabric, for example, a glass fiber reinforced plastic ¬ material. The vacuum interrupter 2 is fixedly connected to the fixed contact pin 7 by means of a fastening nut 13 with the holding frame 12. The pyrotechnic actuator 10 includes a fi Gürlich not shown trigger means is moved in the exploded ¬ case in the longitudinal direction 3 of the vacuum interrupter. 2 In this case, the triggering means is mechanically connected via connecting means 14 to the moving contact pin and thus to the vacuum interrupter 2, so that the kinetic energy of the pyrotechnic drive 10 generated in the explosion case in FIG
Längsrichtung 3 in den Bewegkontakt der Kontaktanordnung der Vakuumschaltröhre 2 eingeleitet wird, die dadurch von ihrer Unterbrecherstellung in die Kontaktstellung überführt wird. Nach dem Auslösen des pyrotechnischen Antriebs 10 ist somit ein Stromfluss über die Vakuumschaltröhre 2 und somit von der Bewegkontaktanschlussklemme 6 zur FestkontaktanschlussklemmeLongitudinal direction 3 is introduced into the moving contact of the contact arrangement of the vacuum interrupter 2, which is thereby transferred from its interruption position in the contact position. After triggering of the pyrotechnic drive 10 is thus a current flow through the vacuum interrupter 2 and thus from the Bewegkontaktanschlussklemme 6 to the fixed contact terminal
9 ermöglicht. Die Auslösung des pyrotechnischen Antriebs erfolgt mit einer in den Figuren nicht dargestellten marktüblichen elektrischen Zündeinheit9 allows. The triggering of the pyrotechnic drive is carried out with a market not shown in the figures electric ignition unit
Figur 2 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 von un¬ ten. In dieser Ansicht sind die Verbindungsmittel 14, die sich in Längsrichtung 3 zwischen dem pyrotechnischen AntriebFIG. 2 shows the exemplary embodiment according to FIG. 1 from below . In this view, the connecting means 14 which extend in the longitudinal direction 3 between the pyrotechnic drive
10 und dem figürlich nicht dargestellten Bewegkontaktbolzen der Vakuumschaltröhre 2 erstrecken, erkennbar.10 and the figured, not shown Bewegkontaktbolzen the vacuum interrupter 2 extend, recognizable.
Figur 3 zeigt die Vorrichtung gemäß Figur 1 in einer Seitenansicht, wobei der Bewegkontaktbolzen 7 sowie dessen Befesti- gung durch die Befestigungsschraube 13 besonders gut zu er¬ kennen sind. FIG. 3 shows the device according to FIG. 1 in a side view, wherein the moving contact pin 7 and its fastening Supply by the mounting screw 13 are particularly well ¬ he know.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kurzschlussvorrichtung (1) zum elektrischen Überbrücken eines Elektromoduls mit einer in einer Schaltkammer angeord- neten Kontaktanordnung, die eine Unterbrecherstellung, in der ein Stromfluss über die Kontaktanordnung unterbrochen ist, und eine Kontaktstellung aufweist, in der ein Stromfluss über die Kontaktanordnung ermöglicht ist, und mit einem pyrotech- nischen Antrieb (10) zum Überführen der Kontaktanordnung von ihrer Unterbrecherstellung in ihre Kontaktstellung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schaltkammer eine Vakuumschaltkammer (2) ist, in der ein Vakuum herrscht.A short-circuiting device (1) for electrically bridging an electric module with a contact arrangement arranged in a switching chamber, which has a breaker position in which a current flow through the contact arrangement is interrupted, and a contact position in which a current flow via the contact arrangement is made possible, and with a pyrotechnic drive (10) for transferring the contact arrangement from its break position to its contact position, characterized in that the switching chamber is a vacuum interrupter chamber (2) in which there is a vacuum.
2. Kurzschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der pyrotechnische Antrieb (10) ein pyrotechnisches Kraftele¬ ment aufweist, das über einen Sprengsatz und ein durch den Sprengsatz verschiebbares Auslösemittel verfügt.2. Short circuit device (1) according to claim 1, characterized in that the pyrotechnic drive (10) has a pyrotechnic Kraftele ¬ ment, which has an explosive device and a displaceable by the explosive release means.
3. Kurzschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kontaktanordnung wenigstens einen Bewegkontakt aufweist, der über Verbindungsmittel (14) mechanisch mit dem Auslöse- mittel verbunden ist.3. Short circuit device (1) according to claim 2, characterized in that the contact arrangement has at least one moving contact, which is mechanically connected to the triggering means via connecting means (14).
4. Kurzschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Bewegkontakt und das Auslösemittel in einer Längsrichtung (3) beweglich geführt sind, wobei der Bewegkontakt und das4. Short circuit device (1) according to claim 3, characterized in that the moving contact and the triggering means are movably guided in a longitudinal direction (3), wherein the moving contact and the
Auslösemittel in der besagten Längsrichtung (3) hintereinander angeordnet sind. Triggering means in the longitudinal direction (3) are arranged one behind the other.
5. Kurzschlussvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen elektrisch nicht leitenden Halterahmen (12) zum Halten der Vakuumschaltkammer (2) und des pyrotechnischen Antriebs (10) .5. Short-circuiting device (1) according to one of the preceding claims, e e c e n e t d u r c h an electrically non-conductive holding frame (12) for holding the vacuum interrupter chamber (2) and the pyrotechnic drive (10).
6. Kurzschlussvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine elektrisch auslösbare Zündeinheit zum Auslösen einer Schaltbewegung des pyrotechnischen Antriebs (10).6. Short-circuiting device (1) according to one of the preceding claims, e e c e n e c h e d d e r c h an electrically triggerable ignition unit for triggering a switching movement of the pyrotechnic drive (10).
7. Vorrichtung zum Umrichten eines elektrischen Stromes im Bereich der Energieübertragung und -Verteilung mit Leistungshalbleitermodulen, die über elektrische Verbindungsmittel un¬ ter Ausbildung einer Reihenschaltung miteinander verbunden sind, wobei jedem Leistungshalbleitermodul eine Kurzschluss¬ einrichtung zum Überbrücken des jeweiligen Leistungshalblei- termoduls zugeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kurzschlusseinrichtung eine Kurzschlussvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ist. 7. Device for converting an electric current in the field of energy transmission and distribution with power semiconductor modules, which are connected via electrical connection means un ¬ ter training a series circuit, each power semiconductor module is assigned a short-circuit ¬ device for bridging the respective Leistungshalblei- module, characterized in that the short-circuit device is a short-circuit device (1) according to one of the preceding claims.
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