EP2543056B1 - Schalter mit beidseitig fest verschienten anschlussklemmen - Google Patents

Schalter mit beidseitig fest verschienten anschlussklemmen Download PDF

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EP2543056B1
EP2543056B1 EP11706509.4A EP11706509A EP2543056B1 EP 2543056 B1 EP2543056 B1 EP 2543056B1 EP 11706509 A EP11706509 A EP 11706509A EP 2543056 B1 EP2543056 B1 EP 2543056B1
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EP
European Patent Office
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contact piece
contact
fixed contact
pyrotechnic
switch
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EP11706509.4A
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EP2543056A1 (de
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Thomas KÜBEL
Peter Lell
Andreas Zenkner
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H79/00—Protective switches in which excess current causes the closing of contacts, e.g. for short-circuiting the apparatus to be protected
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an inverter with a switch for bridging the submodule of an inverter with current valves having a series circuit of submodules, each submodule having a switch for bypassing the submodule connected in parallel, the switch being connected via a contact arrangement comprising a fixed contact piece is in electrical contact with a fixed contact terminal and a respect to the fixed contact piece movable BewegCount lectur which is arranged in a disconnected position with distance from the fixed contact piece and contacts the fixed contact in a contact position, and has a pyrotechnic drive for generating a drive movement, which is introduced into the BewegMessage congress , wherein the contact arrangement is arranged in an air atmosphere at atmospheric pressure, the Bewegminder congress is part of the pyrotechnic drive and wherein the pyrotechnic drive is a pyrotechnic force element and ei n ignition circuit for triggering the pyrotechnic force element has.
  • the EP 1 282 145 A1 discloses a short-circuiter that is part of a power semiconductor module.
  • the short-circuiter is arranged within a housing with two stationary, opposing electrodes.
  • Within the housing further power semiconductor chips are provided, which are externally controllable via their respective gate terminal.
  • the Kursch scientister has a pot-shaped moving part, which is arranged on one of the fixed contacts during normal operation and held by guide means guided longitudinally movable.
  • the cup-shaped moving contact piece is with a Inflammable filled, wherein with the aid of a molding, which faces the other fixed contact piece, a spark gap is provided.
  • a switch for bridging submodules which has a pyrotechnic element as a drive unit.
  • a short-circuiting device for low-voltage switchgear is known, which has an actively ignitable pyrotechnic element which is arranged in a cylindrical contact arrangement.
  • a switch is known which has a contact arrangement with a fixed contact piece which is fixedly connected to the housing of a vacuum interrupter. The fixed contact piece is located opposite a longitudinally movable moving contact piece, into which a drive movement, which is generated by a drive unit, can be introduced.
  • the drive unit has a capacitor that is short-circuited to trigger the switching operation.
  • a fluid is explosively vaporized, wherein the resulting explosive pressure drives the moving contact in contact with the fixed contact.
  • a sufficiently high dielectric strength to enable the switch contact arrangement is arranged in the vacuum of a vacuum interrupter. Due to the small distance between the contact pieces in a vacuum, a rapid closing of the switch is possible because only a small distance is covered when switching.
  • the object of the invention is to provide a converter with a fast-closing switch, which is compact and low in effort.
  • This inverter has current valves which comprise a series connection of submodules, each submodule having a switch for bypassing the submodule connected in parallel, the switch being connected via a contact arrangement comprising a fixed contact piece in electrical contact with a fixed contact terminal and a movable contact with respect to the fixed contact piece Moving contact piece, which is arranged in a disconnected position at a distance from the fixed contact piece and contacts the fixed contact piece in a contact position, and has a pyrotechnic drive for generating a drive movement, which is introduced into the BewegCount Sharing, wherein the contact arrangement is arranged in an air atmosphere at atmospheric pressure in that the moving contact piece is part of the pyrotechnic drive and wherein the pyrotechnic drive has a pyrotechnic force element and a starting circuit for triggering the pyrotechnic force element.
  • the invention is based on the finding that short switching times of less than 1 ms can be achieved even with longer closing distances of a contact arrangement which is driven by means of a pyrotechnic drive.
  • pyrotechnic drives When using pyrotechnic drives is the switching or Closing time of the switch essentially dependent on the ignition and the acceleration of a moving part of the pyrotechnic drive. If the moving part of the pyrotechnic drive moves at the desired speed, longer closing distances have less effect on the switching times.
  • the contact pieces are spaced apart so far that they can be used in the medium voltage range, ie voltage ranges between 1 kV and 52 kV in an air atmosphere.
  • the moving contact piece is part of the pyrotechnic drive.
  • the switch is even further simplified, as can be dispensed with a separate BewegMap Georgia which is connected to a moving part of the pyrotechnic drive.
  • the BewegMap congress is formed by the accelerated by the explosion moving part of the pyrotechnic drive itself, so that a particularly inexpensive switch is provided.
  • the pyrotechnic drive has a longitudinally movably guided displacement element, which is accelerated when the pyrotechnic drive is triggered, the displacement element being the moving contact piece.
  • the displacement element of the pyrotechnic drive is arranged only opposite a fixed contact piece and held accordingly.
  • the displacement element is connected via appropriate connection means with the Bewegumblean gleichklemme, so that the displacement element is part of the current path.
  • the switching contact is designed as a clamping contact.
  • Clamping contacts have been known for some time. However, their use in the invention is particularly advantageous. When using a pyrotechnic drive only a single triggering of the switch is possible. As a result of the clamping contact, the contacts are firmly clamped together after switching, so that a safe current path, is provided via the switching contact.
  • the clamping contact is a cone contact. Here is the BewegWallet consortium cone-shaped and the fixed contact piece in this form complementary formed.
  • both the fixed contact terminals and the fixed contact piece are formed by a flat fixed contact plate.
  • a particularly cost-effective variant of the switch according to the invention is provided.
  • simply a fixed contact connection plate for example, any flat copper plate is used, into which a recess has been introduced, which is complementary in shape to the moving contact piece.
  • the moving contact piece is linearly movable and is opposite to the fixed contact piece in the linear direction of movement.
  • Such switches are also referred to as a stroke switch.
  • the pyrotechnic drive has a pyrotechnic force element and an ignition circuit for triggering the pyrotechnic force element.
  • the pyrotechnic drive has a housing for guiding a sliding element displaceable when the pyrotechnic drive is triggered, wherein the housing is in electrical contact with the displacement element and in electrical contact with the moving contact connection terminal, so that in a contact position the flow of current through the housing the pyrotechnic drive takes place.
  • the pyrotechnic drive is spaced by electrically insulating holding means of the hard-packed fixed contact piece, so that with separate contact pieces these are kept isolated from each other. Only after contact of the contact pieces is a current flow through the switch.
  • such a switch is particularly suitable for short-circuiting of submodules, to which such a switch is connected in parallel.
  • the submodules form a series connection, wherein this series connection in turn is part of a flow control valve of an inverter.
  • Such converters are required, for example, in the field of high-voltage direct-current transmission or in the area of flexible transmission equipment FACTS.
  • the submodules generally have an energy store in the form of a capacitor, to which a power semiconductor switch is connected in parallel.
  • the submodules are generally designed as so-called two-poles, wherein either the voltage dropping across the energy store or a zero voltage can be generated at its two-pole connection.
  • a so-called modular multi-stage inverter is provided. If a submodule fails, it must be short-circuited as quickly as possible without damaging the remaining submodules. This means for the switch that the closing time must be less than 1 ms.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the switch according to the invention in a side view.
  • the switch 1 according to the invention has a fixed contact terminal 2 and a Bewegumblean gleichklemme 3, with which the switch 1 is connected in parallel to a submodule of an inverter.
  • the submodule is, as stated above, part of a converter valve of an inverter, between the terminals 2 and 3 voltages between 1 kV and 52 kV can drop.
  • the switch 1 also has a pyrotechnic drive 4 with electrically conductive housing walls 5 and 6, wherein the housing walls 5 and 6 are fixedly connected to the BewegMultian gleichklemme 3.
  • electrically insulating retaining walls 7 and 8 are provided, which consist of glass fiber reinforced plastic (GRP) here.
  • GRP glass fiber reinforced plastic
  • FIG. 2 shows the switch 1 according to FIG. 1 in a along the section line III in FIG. 1 cut sectional view.
  • the components of the pyrotechnic drive 4 are more clearly visible.
  • the metallic and thus electrically conductive housing walls 5 and 6 of the pyrotechnic drive 4 are electrically connected to the Bewegumblean gleichklemme 3.
  • the pyrotechnic drive 4 has an ignition circuit 9 for igniting a pyrotechnic force element 10, which explodes as a result of ignition and releases an explosion pressure, which accelerates a displacement element 11, which in a longitudinal direction relative to the housing 5 and 6 of the pyrotechnic drive 4 slidably is held.
  • the sliding element 11 opposite the fixed contact piece 12 is arranged, which consists of a simple metallic plate, in which a recess 13 is introduced.
  • the recess 13 serves to receive the displacement element 11, which thus simultaneously acts as a moving contact piece 11. This results in an electrical contact between the BewegWallet institutions 11 and the fixed contact piece 12th
  • the moving contact piece 11 is cone-shaped at its end facing away from the force element 10, wherein the fixed contact piece 12 is formed with its recess 13 complementary in shape to the moving contact piece 11.
  • a clamping contact in the form of a cone contact is provided, wherein the BewegCount Georgia 11 is firmly clamped to the fixed contact piece 12 after the release of the force element. After switching once, the switch 1 must therefore be replaced.
  • the current path of the switch leads via the fixed contact connection terminal 2, the fixed contact piece 12, the moving contact piece 11, the housing walls 5 and 6 and the moving contact connection terminal 2.

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  • Push-Button Switches (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Umrichter mit einem Schalter zum Überbrücken des Submoduls eines Umrichters mit Stromventilen, die eine Reihenschaltung aus Submodulen aufweisen, wobei jedem Submodul ein Schalter zum Überbrücken des Submoduls parallel geschaltet ist, wobei der Schalter über eine Kontaktanordnung, die ein Festkontaktstück, das in elektrischem Kontakt mit einer Festkontaktanschlussklemme ist und ein bezüglich des Festkontaktstückes bewegliches Bewegkontaktstück aufweist, das in einer Trennstellung mit Abstand zum Festkontaktstück angeordnet ist und in einer Kontaktstellung das Festkontaktstück kontaktiert, und über einen pyrotechnischen Antrieb zum Erzeugen einer Antriebsbewegung verfügt, die in das Bewegkontaktstück einleitbar ist, wobei die Kontaktanordnung in einer Luftatmosphäre bei atmosphärischem Druck angeordnet ist, das Bewegkontaktstück Teil des pyrotechnischen Antriebs ist und wobei der pyrotechnische Antrieb ein pyrotechnisches Kraftelement und ein Zündkreis zum Auslösen des pyrotechnischen Kraftelementes aufweist.
  • Die EP 1 282 145 A1 offenbart einen Kurzschließer, der Teil eines Leistungshalbleitermoduls ist. Dabei ist der Kurzschließer innerhalb eines Gehäuses mit zwei ortsfesten, einander gegenüber liegenden Elektroden angeordnet. Innerhalb des Gehäuses sind ferner Leistungshalbleiterchips vorgesehen, die von außen über ihren jeweiligen Gateanschluss, ansteuerbar sind. Der Kurschließer verfügt über ein topfförmiges Bewegteil, das an einem der Festkontakte bei Normalbetrieb angeordnet und von Führungsmitteln längs beweglich geführt gehalten ist. Das topfförmige Bewegkontaktstück ist mit einem Zündstoff befüllt, wobei mit Hilfe einer Ausformung, die dem anderen Festkontaktstück zugewandt ist, eine Funkenstrecke bereitgestellt ist. Überschreitet die an den beiden ortsfesten Kontakten anliegende Spannung eine durch den Abstand zwischen Ausformung und ortsfesten Kontakt festgelegten Schwellenspannung, kommt es zur Ausbildung eines Lichtbogens und durch diese zur passiven Zündung des Zündstoffes, wodurch das Bewegteil in Kontakt mit dem zweiten ihm zugewandten Kontaktstück gerät. Auf diese Weise werden die Leistungshalbleiterchips kurzgeschlossen.
  • Aus der WO 2007/095 873 A1 ist ein Schalter zum Überbrücken von Submodulen bekannt, der ein pyrotechnisches Element als Antriebseinheit aufweist.
    Aus der DE 941 91 41 U1 ist ein Kurzschließer für Niederspannungsschaltanlagen bekannt, der ein aktiv zündbares pyrotechnisches Element aufweist, das in einer zylinderförmigen Kontaktanordnung angeordnet ist.
    Aus der WO 2005/034161 ist ein Schalter bekannt, der über eine Kontaktanordnung mit einem Festkontaktstück verfügt, das fest mit dem Gehäuse einer Vakuumschaltröhre verbunden ist. Dem Festkontaktstück liegt ein längs bewegliches Bewegkontaktstück gegenüber, in das eine Antriebsbewegung, die von einer Antriebseinheit erzeugt wird, einleitbar ist. Die Antriebseinheit verfügt über einen Kondensator, der zum Auslösen des Schaltvorgangs kurzgeschlossen wird. In Folge des Kurzschlussstromes wird ein Fluid explosionsartig verdampft, wobei der dabei entstehende explosive Druck das Bewegkontaktstück in Kontakt mit dem Festkontaktstück treibt. Um den Abstand des Bewegkontaktstücks vom Festkontaktstück möglichst klein zu halten und gleichzeitig eine ausreichend hohe Spannungsfestigkeit zu ermöglichen, ist die Schaltkontaktanordnung im Vakuum einer Vakuumschaltröhre angeordnet. Aufgrund des kleinen Abstands zwischen den Kontaktstücken im Vakuum ist ein schnelles Schließen des Schalters möglich, da beim Schalten nur eine geringe Wegstrecke zurückzulegen ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Umrichter mit einem schnell schließenden Schalter bereitzustellen, der kompakt und aufwandsarm ist.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Umrichter nach dem unabhängigen Patentanspruch. Dieser Umrichter hat Stromventile, die eine Reihenschaltung aus Submodulen aufweisen, wobei jedem Submodul ein Schalter zum Überbrücken des Submoduls parallel geschaltet ist, wobei der Schalter über eine Kontaktanordnung, die ein Festkontaktstück, das in elektrischem Kontakt mit einer Festkontaktanschlussklemme ist und ein bezüglich des Festkontaktstückes bewegliches Bewegkontaktstück aufweist, das in einer Trennstellung mit Abstand zum Festkontaktstück angeordnet ist und in einer Kontaktstellung das Festkontaktstück kontaktiert, und über einen pyrotechnischen Antrieb zum Erzeugen einer Antriebsbewegung verfügt, die in das Bewegkontaktstück einleitbar ist, wobei die Kontaktanordnung in einer Luftatmosphäre bei atmosphärischem Druck angeordnet ist, das Bewegkontaktstück Teil des pyrotechnischen Antriebs ist und wobei der pyrotechnische Antrieb ein pyrotechnisches Kraftelement und ein Zündkreis zum Auslösen des pyrotechnischen Kraftelementes aufweist.
  • Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass auch bei längeren Schließwegen einer Kontaktanordnung, die mittels eines pyrotechnischen Antriebs angetrieben wird, kurze Schaltzeiten von weniger als 1 ms erreicht werden können. Bei der Verwendung von pyrotechnischen Antrieben ist die Schalt- oder Schließzeit des Schalters im Wesentlichen von der Zündung und der Beschleunigung eines Bewegteils des pyrotechnischen Antriebs abhängig. Bewegt sich das Bewegteil des pyrotechnischen Antriebes mit der gewünschten Geschwindigkeit, wirken sich längere Schließwege weniger stark auf die Schaltzeiten aus. So ist es also möglich, bei Verwendung und entsprechender Optimierung des pyrotechnischen Antriebs schnell schließende Schalter bereitzustellen, deren Kontaktstücke soweit voneinander beabstandet sind, dass diese im Mittelspannungsbereich, also Spannungsbereichen zwischen 1 kV und 52 kV in einer Luftatmosphäre einsetzbar sind. Trotz dieser hohen Spannungen ist es im Rahmen der Erfindung möglich, die Kontaktanordnung in einer Luftatmosphäre unter Normalbedingungen mit den üblichen atmosphärischen Schwankungen anzuordnen, ohne dass die Schließzeiten wesentlich verlängert werden. Mit anderen Worten ist es im Rahmen der Erfindung überflüssig geworden, die Schaltkontaktanordnung in einem Vakuum anzuordnen, um mit den so möglichen verkürzten Schließwegen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Spannungsfestigkeit für einen schnell schließenden Schalter zu sorgen. Der erfindungsgemäße Schalter ist aufwandsarm und kostengünstig.
  • Das Bewegkontaktstück ist Teil des pyrotechnischen Antriebs. Bei der Variante der Erfindung ist der Schalter noch weiter vereinfacht, da auf ein separates Bewegkontaktstück, das mit einem Bewegteil des pyrotechnischen Antriebs verbunden ist, verzichtet werden kann. Stattdessen ist das Bewegkontaktstück durch das durch die Explosion beschleunigte Bewegteil des pyrotechnischen Antriebes selbst ausgebildet, so dass ein besonders kostengünstiger Schalter bereitgestellt ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung weist der pyrotechnische Antrieb ein längs beweglich geführtes Verschiebeelement auf, das bei Auslösung des pyrotechnischen Antriebes beschleunigt wird, wobei das Verschiebeelement das Bewegkontaktstück ist. Gemäß dieser zweckmäßigen Weiterentwicklung wird das Verschiebeelement des pyrotechnischen Antriebs lediglich einem Festkontaktstück gegenüberliegend angeordnet und entsprechend gehalten. Dabei wird das Verschiebeelement über zweckmäßige Verbindungsmittel mit der Bewegkontaktanschlussklemme verbunden, so dass das Verschiebeelement Teil des Strompfades ist.
  • Gemäß der Erfindung ist der Schaltkontakt als Klemmkontakt ausgebildet. Klemmkontakte sind bereits seit Längerem bekannt. Jedoch ist ihr Einsatz im Rahmen der Erfindung besonders vorteilhaft. Bei Verwendung eines pyrotechnischen Antriebes ist lediglich eine einzige Auslösung des Schalters möglich. Infolge des Klemmkontaktes sind die Kontaktstücke nach dem Schalten fest miteinander verklemmt, so dass ein sicherer Strompfad, über die Schaltkontakt bereitgestellt ist. Besonders vorteilhaft ist es im Rahmen der Erfindung, dass der Klemmkontakt ein Konuskontakt ist. Hierbei ist das Bewegkontaktstück konusförmig und das Festkontaktstück diesbezüglich formkomplementär ausgebildet.
  • Zweckmäßigerweise sind sowohl die Festkontaktanschlussklemmen als auch das Festkontaktstück durch eine flächige Festkontaktplatte ausgebildet. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung ist eine besonders kostengünstige Variante des erfindungsgemäßen Schalters bereitgestellt. So wird beispielsweise einfach eine Festkontaktanschlussplatte, beispielsweise eine beliebige ebene Kupferplatte eingesetzt, in die eine Ausnehmung eingebracht wurde, die formkomplementär zum Bewegkontaktstück ausgebildet ist.
  • Zweckmäßigerweise ist das Bewegkontaktstück linear beweglich und liegt dem Festkontaktstück in der linearen Bewegungsrichtung gegenüber. Solche Schalter werden auch als Hubschalter bezeichnet.
  • Der pyrotechnische Antrieb weist ein pyrotechnisches Kraftelement sowie einen Zündkreis zum Auslösen des pyrotechnischen Kraftelementes auf.
  • Gemäß einer bevorzugten Variante weist der pyrotechnische Antrieb ein Gehäuse zum Führen eines beim Auslösen des pyrotechnischen Antriebs verschiebbaren Verschiebeelements auf, wobei das Gehäuse im elektrischen Kontakt mit dem Verschiebeelement und im elektrischen Kontakt mit der Bewegkontaktstückanschlussklemme ist, so dass in einer Kontaktstellung der Stromfluss über das Gehäuse des pyrotechnischen Antriebs erfolgt. Der pyrotechnische Antrieb ist dabei durch elektrisch isolierende Haltemittel von dem fest verschienten Festkontaktstück beabstandet, so dass bei getrennten Kontaktstücken diese isoliert voneinander gehalten sind. Erst nach Kontakt der Kontaktstücke erfolgt ein Stromfluss über den Schalter.
  • Wie bereits weiter oben angedeutet wurde, eignet sich ein solcher Schalter insbesondere zum Kurzschließen von Submodulen, denen ein solcher Schalter parallel geschaltet ist. Dabei bilden die Submodule eine Reihenschaltung aus, wobei diese Reihenschaltung wiederum Teil eines Stromventils eines Umrichters ist. Solche Umrichter werden beispielsweise im Bereich der Hochspannungsgleichstromübertragung oder im Bereich von flexiblen Übertragungseinrichtung FACTS benötigt. Dabei weisen die Submodule in der Regel einen Energiespeicher in Form eines Kondensators auf, dem ein Leistungshalbleiterschalter parallel geschaltet ist. Die Submodule sind in der Regel als so genannte Zweipole ausgebildet, wobei an ihrem zweipoligen Anschluss entweder die an dem Energiespeicher abfallende Spannung oder aber eine Nullspannung erzeugbar ist. Auf diese Weise ist ein so genannter modularer mehrstufiger Umrichter bereitgestellt. Bei Ausfall eines Submoduls muss dieses möglichst schnell kurzgeschlossen werden, ohne dass es zur Beschädigung der restlichen Submodule kommt. Dies bedeutet für den Schalter, dass die Schließzeit unterhalb 1 ms liegen muss. Mit Hilfe des pyrotechnischen Antriebs und der Kontaktanordnung in der Außenatmosphäre und insbesondere mit der Ausbildung des Bewegkontaktstückes durch ein Verschiebeelement des pyrotechnischen Antriebes ist im Rahmen der Erfindung ein kostengünstiger, sicherer, schnell schließender Schalter bereitgestellt.
  • Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile verweisen und wobei
    • Figur 1
    ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schalters in einer Seitenansicht und
    Figur 2
    das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in einer quer geschnittenen Ansicht zeigt.
  • Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schalters in einer Seitenansicht. Der erfindungsgemäße Schalter 1 weist eine Festkontaktanschlussklemme 2 sowie eine Bewegkontaktanschlussklemme 3 auf, mit denen der Schalter 1 einem Submodul eines Umrichters parallel geschaltet ist. Das Submodul ist, wie bereits weiter oben ausgeführt wurde, Teil eines Stromrichterventils eines Umrichters, wobei zwischen den Anschlussklemmen 2 und 3 Spannungen zwischen 1 kV und 52 kV abfallen können. Der Schalter 1 verfügt ferner über einen pyrotechnischen Antrieb 4 mit elektrisch leitenden Gehäusewandungen 5 und 6, wobei die Gehäusewandungen 5 und 6 fest mit der Bewegkontaktanschlussklemme 3 verbunden sind. Zum isolierten Halten des pyrotechnischen Antriebs 4 sowie der Bewegkontaktanschlussklemme 3 sind elektrisch isolierende Haltewände 7 und 8 vorgesehen, die hier aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) bestehen.
  • Figur 2 zeigt den Schalter 1 gemäß Figur 1 in einer entlang der Schnittlinie III in Figur 1 geschnittenen Schnittansicht. Insbesondere sind in dieser Ansicht die Komponenten des pyrotechnischen Antriebs 4 genauer erkennbar. So ist erkennbar, dass die metallischen und somit elektrisch leitenden Gehäusewandungen 5 und 6 des pyrotechnischen Antriebs 4 elektrisch mit der Bewegkontaktanschlussklemme 3 verbunden sind. Darüber hinaus verfügt der pyrotechnische Antrieb 4 über einen Zündkreis 9 zum Zünden eines pyrotechnischen Kraftelementes 10, das in Folge einer Zündung explodiert und einen Explosionsdruck freisetzt, der ein Verschiebeelement 11 beschleunigt, das in einer Längsrichtung bezüglich des Gehäuses 5 und 6 des pyrotechnisches Antriebs 4 verschiebbar gehalten ist.
  • Dem Verschiebeelement 11 gegenüberliegend ist das Festkontaktstück 12 angeordnet, das aus einer einfachen metallischen Platte besteht, in welche eine Ausnehmung 13 eingebracht ist. Die Ausnehmung 13 dient zur Aufnahme des Verschiebeelementes 11, das somit gleichzeitig als Bewegkontaktstück 11 wirkt. Hierbei kommt es zu einem elektrischen Kontakt zwischen dem Bewegkontaktstück 11 und dem Festkontaktstück 12.
  • In Figur 2 ist ferner erkennbar, dass das Bewegkontaktstück 11 an seinem vom Kraftelement 10 abgewandten Ende konusförmig ausgebildet ist, wobei das Festkontaktstück 12 mit seiner Ausnehmung 13 formkomplementär zum Bewegkontaktstück 11 ausgebildet ist. Auf diese Weise ist ein Klemmkontakt in Form eines Konuskontaktes bereitgestellt, wobei das Bewegkontaktstück 11 mit dem Festkontaktstück 12 nach dem Auslösen des Kraftelementes fest verklemmt ist. Nach einmaligem Schalten muss der Schalter 1 daher ausgetauscht werden.
  • Nach dem Auslösen des Schalters 1 führt der Strompfad des Schalters über die Festkontaktanschlussklemme 2, das Festkontaktstück 12, das Bewegkontaktstück 11, die Gehäusewandungen 5 und 6 und die Bewegkontaktanschlussklemme 2.

Claims (5)

  1. Umrichter mit Stromventilen, die eine Reihenschaltung aus Submodulen aufweisen, wobei jedem Submodul ein Schalter (1) zum Überbrücken des Submoduls (1) parallel geschaltet ist und der Schalter (1)
    - über eine Kontaktanordnung, die ein Festkontaktstück (12), das in elektrischem Kontakt mit einer Festkontaktanschlussklemme (2) ist, und ein bezüglich des Festkontaktstückes (12) bewegliches Bewegkontaktstück (11) aufweist, das in einer Trennstellung mit Abstand zum Festkontaktstück (12) angeordnet ist und in einer Kontaktstellung das Festkontaktstück (12) kontaktiert, und über
    - einen pyrotechnischen Antrieb (4) zum Erzeugen einer Antriebsbewegung verfügt, die in das Bewegkontaktstück (11) einleitbar ist, wobei die Kontaktanordnung in einer Luftatmosphäre bei atmosphärischem Druck angeordnet ist, das Bewegkontaktstück (11) Teil des pyrotechnischen Antriebs (4) ist, der pyrotechnische Antrieb (4) ein pyrotechnische Kraftelement (10) und einen Zündkreis (9) zum Auslösen des pyrotechnischen Kraftelemente (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Kontaktanordnung als Klemmkontakt ausgebildet ist, wobei der Klemmkontakt ein Konuskontakt ist, wobei das Bewegkontaktstück (11) an seinem vom Kraftelement (10) abgewandten Ende konusförmig und das Festkontaktstück (12) diesbezüglich formkomplementär ausgebildet sind, dass
    - sowohl die Festkontaktanschlussklemme (2) als auch das Festkontaktstück (12) durch eine flächige Festkontaktplatte ausgebildet sind, und dass
    - die Festkontaktplatte eine Ausnehmung (13) aufweist, in die das Bewegkontaktstück (11) beim Schalten hinein bewegt wird.
  2. Umrichter nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der pyrotechnische Antrieb ein längs beweglich geführtes Verschiebeelement (11) aufweist, das bei Auslösung des pyrotechnischen Antriebs bewegt wird, wobei das Verschiebeelement (11) das Bewegkontaktstück (11) ist.
  3. Umrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Bewegkontaktstück (11) linear beweglich ist und dem Festkontaktstück (12) in der linearen Bewegungsrichtung gegenüber liegt.
  4. Umrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der pyrotechnische Antrieb (4) ein Gehäuse (5,6) zum Lagern eines beim Auslösen des pyrotechnischen Antriebs (4) verschiebbaren Verschiebeelements (11) aufweist, wobei das Gehäuse (5,6) im elektrischen Kontakt mit dem Verschiebeelement (11) und im elektrischen Kontakt mit der Bewegkontaktstückanschlussklemme ist (3), so dass in einer Kontaktstellung der Stromfluss über das Gehäuse (5,6) des pyrotechnischen Antriebs (4) erfolgt.
  5. Umrichter nach einem Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    jedes Submodul einen Energiespeicher und eine Leistungshalbleiterschaltung aufweist.
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