EP2741305A1 - Hochspannungs-Trenner - Google Patents

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Publication number
EP2741305A1
EP2741305A1 EP12196095.9A EP12196095A EP2741305A1 EP 2741305 A1 EP2741305 A1 EP 2741305A1 EP 12196095 A EP12196095 A EP 12196095A EP 2741305 A1 EP2741305 A1 EP 2741305A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
arc
section
current path
nominal
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Withdrawn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
EP12196095.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Richter
Rudolf Gati
Ulrich Straumann
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.)
ABB Technology AG
Original Assignee
ABB Technology 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 ABB Technology AG filed Critical ABB Technology AG
Priority to EP12196095.9A priority Critical patent/EP2741305A1/de
Publication of EP2741305A1 publication Critical patent/EP2741305A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/36—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by sliding
    • H01H1/38—Plug-and-socket contacts
    • H01H1/385—Contact arrangements for high voltage gas blast circuit breakers
    • 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
    • H01H33/64—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid wherein the break is in gas

Definitions

  • the invention is in the field of high-voltage switchgear and relates to a disconnector, which is called in English “disconnector", and a method for separating in a so-called “bus-transfer current switching” - switching action.
  • the term "disconnector” is not to be understood below as a circuit breaker or as a load switch, since it is not used for an electrical interruption of a nominal load in the nominal mode.
  • disconnectors or -rennern, hereinafter referred to simplifying disconnector
  • two load cases are distinguished, namely the so-called “bus-charging” operation and the so-called “bus-transfer current switching” operation.
  • bus-charging focuses on the interruption and the connection of capacitive currents
  • the "bus-transfer current switching” is aimed at disconnection situations in case of switching cases in which a change from a first busbar to a second busbar is to be carried out in rated operation
  • the disconnectors are used both in the case of "bus-transfer current switching” switching operations as well as “bus-charging” switching operations.
  • bus-transfer current switching - switching action in the foreground.
  • induced voltages and equalizing currents occur in nominal mode (rated operation), which require a certain breaking capacity of the disconnector.
  • nominal operation occur at a given nominal voltage and a given nominal current due to a so-called dome field (English also called coupler bay) when opening the disconnector alone due to the impedances of the current loop formed between the two busbars not negligible balancing currents.
  • Opening the disconnector creates an arc between the moving contact and the stationary contact.
  • the continuous current contacts (rated current contacts) of the movable isolator contact and the stationary isolator contact can be approximated to one another and electrically connected to one another without igniting arcs and therefore without any wear.
  • the respective isolators used for disconnecting or connecting the busbars must be able to switch repeatedly reliably and without wear, depending on the requirements of the switchgear even in the presence of these induced voltages and equalizing currents.
  • these induced voltages are usually not more than 20 volts.
  • the currents are estimated (at the time and with the exception of the UHV voltage level) to a maximum of 80% of the nominal current.
  • the current loops - and correspondingly the induced voltages - can be greater than is usual with separators of this type.
  • This induced voltage in nominal operation can increase, for example, in the case of gas-insulated switchgear panels combined with an outdoor system, depending on the switchgear, for example up to 300 V. There is therefore a need for a disconnector that switches reliably and wear-free even under increased requirements.
  • a first type of isolator suitable for such switching operations has a first contact group with a first nominal contact and a second contact group with a second nominal contact.
  • the first nominal contact and the second nominal contact together form a nominal contact system for transmitting a nominal electrical power.
  • the second contact group also has an arcing contact to protect the nominal contact system from excessive wear when the disconnector is opened following the occurrence of an arc.
  • the burn-up system comprises the arc contact, so that the interruption current path from the first nominal contact via arc to the arc contact can be transferred to the second contact group and remains there until the arc extinguishes.
  • the arc is generated when opening the separator between the first contact group and the second contact group, but that a foot of the arc was often not in a preferred burnup zone, which with suitable more wear resistant Components or component areas such as Abbrandektroden and the like was provided in order to counteract the arc substantially in terms of unwanted material removal, but was in zones with a relatively low erosion resistance.
  • these separators often undesirably much burned on these less wear-resistant components, because these components were not intended for such material removal by the arc.
  • switchgear is understood to mean switchgear that is configured for nominal or nominal voltages of 50 kV or higher.
  • switchgear includes hereinafter not only gas-insulated switchgear in which the electrically active parts are arranged with a suitable insulating gas in a metal-enclosed housing (GIS), but also outdoor switchgear (AIS) or hybrid plants, which are a mixture of GIS and AIS.
  • GIS metal-enclosed housing
  • AIS outdoor switchgear
  • hybrid plants which are a mixture of GIS and AIS.
  • this object is achieved in that the current path own opening of the separator own magnetic field to build a magnetic pressure is used, with which the arc of a less unfavorable in terms of combustion zone of the separator in a predefinable combustion zone is displaced ,
  • One advantage is that the arc in this combustion zone is less likely to cause material erosion than in the zone in which the arc occurred.
  • the high voltage isolator includes a first contact group having a first nominal contact and a first arcing contact.
  • the first arc contact it is completely integrated in the first nominal contact, so that one and the same component can be used both as the first nominal contact and as the first arc contact.
  • the high-voltage isolator comprises a second contact group with a second nominal contact and a second arc contact.
  • the first contact group of the second contact group along a separation axis is arranged wegbewegbar such that extending from the first nominal contact to the second nominal contact Nominalstrompfad interruptible at a nominal contact separation point, as well as from the first contact group interruption current path extending to the second contact group can be interrupted at an arc contact separation point.
  • the isolator has an interruption current path with a current path section which extends transversely to the separation axis and has an S-shape.
  • transverse is understood to mean a direction extending radially relative to the separation axis. This radial direction does not have to be strictly perpendicular to the separation axis, but may also be obliquely inclined thereto. The only important thing is that it has a directional component running in the radial direction.
  • interruption current path is hereinafter understood to mean the current path in which the arc is produced when opening the disconnector.
  • the geometrical location of the interruption current path may still be approximately at the point where the first arc is formed the nominal current path has been found and the Abbrandstrompfad commutes only after the formation of the arc to a locally different location, or be separated from the Nominalstrompfad already from the outset locally.
  • the S-shaped current path section successively, that is arranged electrically in series one after the other, a first section, a second section adjacent thereto and a third section adjacent thereto.
  • its current flow direction in the first path section is in opposite direction due to the S-shape with respect to the second route section.
  • the current flow direction in the second link section is opposite to the third link section.
  • opposite is understood to mean the current flow direction which is responsible for the effective direction of the magnetic field force.
  • the first link section and the second link section define a first belly of the S-shaped current path section, while the second link section and the third link section define a second belly of the S-shaped current path section.
  • the first belly is larger in size than the second belly, so that during operation of the disconnector due to the current flow direction, a first magnetic force and a first magnetic pressure associated therewith are smaller than a second magnetic force and a second magnetic pressure associated therewith because of the second abdomen.
  • the arc contact separation point is arranged on the S-shape in the region of the second abdomen.
  • the S-shaped current path section is not to be understood in the narrow sense, that is strictly like a correctly written letter "S", but in the sense of two opposite loops, so that embodiments of current path sections are covered by this term, which mirror images of a correctly written "S" are, for example, mirrored around a vertical axis.
  • the term "S-shaped current path section” should also include S-forms which have geometrically distorted or not along a continuous curve.
  • the first link, the second link, and the third link need not necessarily consist of a single arc segment, but may each be made up of a plurality of line segments be constructed of different geometric shape.
  • the first surface bounded by the first abdomen is smaller than the second surface bounded by the second abdomen, so that a larger magnetic field force can be generated with the smaller second surface when opening the isolator than with the absolute value larger first area in the second abdomen.
  • the above-mentioned S-shaped configuration of the interruption current path still remains after the first arc contact (or in the basic embodiment, the first nominal contact) no longer touches the second arc contact at the arc contact separation point, because the arc contacts have been moved away from each other when opening the disconnector.
  • the S-shaped current path section then extends in succession from the first link section and the second link section via the arc to the third link section.
  • an arc can be generated during operation when opening the disconnector in the interruption current path, for example, which can be pushed off or pushed away from the second magnetic pressure into a predefinable combustion zone at least until the interruption current path to the burn-off system with the first arc Contact and the second arc contact commutated.
  • the base point of the arc shifts at the second nominal contact to the second arc contact, which is also arranged in the predefinable or predefined burnup zone.
  • the second magnetic force formed by the S-shaped current path section and the second magnetic pressure associated therewith due to the second abdomen furthermore reliably prevent the base point of the arc from the second arc contact from falling back to the second nominal value when the divider is opened. Contact can commute.
  • the first arc contact is completely integrated in the first nominal contact, so that one and the same component can be used both as the first nominal contact and as the first arc contact, then the arc is opened when the arc is opened generates the first nominal contact and the second nominal contact, so that the interruption current path at the beginning lies at the geometric location of the Nominalstrompfades.
  • the second magnetic field force magnetic pressure promotes commutation of the nominal current path to the burn-off system with the cut-off current path which ultimately leads from the now first arcing contact-first nominal contact via the arc to the second arc contact.
  • the separator has a first arc contact, which is arranged distally spatially separate from the first nominal contact, then the nominal current path leading via the first and second nominal contact commutates to the first arc contact and after the interruption of the nominal current path second arc contact, without that an arc is already generated.
  • the arc is first formed in the interruption current path and the magnetic pressure with the second magnetic field force is used exclusively for the purpose of moving the arc into the predefinable burnup zone.
  • the term "distal" has been used to explain that the physical separation of nominal contact and arcing contact to the face of the opposing contact group is critical in the present context, rather than the geometric location at which the nominal contact and arcing contact electrically connected to each other.
  • At least the first and / or the second arc contact has a burn-off element.
  • burn-off element is understood to mean a component or a coating which comprises a resistant material, such as tungsten or a tungsten alloy, in order that the burn-up caused by the arc remains within a predefinable threshold value.
  • the S-shaped current path section defines by its shape a vertical axis, comparable to the vertical line of the dollar sign.
  • the first belly of an embodiment of the S-shaped current path section has a certain first depth.
  • This first depth extends transversely to the vertical axis and is at least as long as the length of the arc when opening the separator in this operating state between the first arc contact and the second arc contact.
  • this operating state is understood to mean the opening degree or the opening position of the disconnector.
  • a height of the first abdomen extending in the direction of the vertical axis of the S-shaped current path section is greater in magnitude than the depth of the first abdomen.
  • the second magnetic field force is greater than the first magnetic field force, and ultimately the second magnetic field force can be used to suppress the arc in the preferred combustion zone, it is fundamentally advantageous if the second magnetic force in relation to the first magnetic force is as large as possible.
  • the size of the first abdomen and the second abdomen must be kept within reasonable limits.
  • Good turn-off capability values can be achieved if the ratio of the height of the first belly to a height of the second belly also extending in the direction of the vertical axis of the S-shaped current path section is at least one-point-five to one (1.5: 1), in embodiments of separators is preferably even more than 2: 1.
  • the first contact group is movable with a drive of the disconnector relative to the second contact group.
  • the first arc contact is sleeve-shaped at least at the second contact group facing first end.
  • the first belly of the S-shaped current path portion is disposed at the first end of the first arcing contact and facing the second contact group. This means that his culmination point is closer to the second contact group than the two places where the abdomen begins.
  • the current path prior to opening the arcing contact separation point, extends at the first arcing contact (which is integrated in the first nominal contact) and the second nontal contact, prior to operation of the isolator Breaking the nominal current path and the commutation on the interruption current path to the burn-off system with the first arc contact and the second arc contact ultimately from the first Arc contact (which is integrated in the first nominal contact) extends to the second arc contact.
  • Suitable separators for such high ratings have measures with which the arc burning time can be kept as short as possible in terms of time. This requires that the separator has a mechanism with which the first arc contact can temporally within fractions of a second, so jerky move away from the second arc contact.
  • a relative speed from the first arc contact to the second arc contact of at least 1 m / s can be achieved.
  • the speed is more than 2 m / s, more preferably more than 4 m / s, so that the arc-burning time is as low as possible.
  • Such a jerky movement can be achieved, for example, by the fact that, when the first nominal contact and the first arcing contact move away from the second contact group, the first arcing contact remains connected to the second arcing contact as long as possible when opening the isolator while the first nominal contact is further displaced further in the opening direction away from the second nominal contact.
  • the first arc contact and the second arc contact are formed so that the first arc contact when opening the separator time as long as possibly sticking to the second arc contact.
  • 'sticking' is not interpreted narrowly in the following, but in the sense of 'holding' or 'holding on', and includes any phenomenon in which two elements maintain a fixed position against a force acting on them, which is a release of the sticking / Holds.
  • This can be done for example by mechanical means, such as a latching mechanism with appropriately selected complementary geometry, such as in the form of a mechanical resistance, the object with a larger diameter, but at least teilverformbar, when passing through an opening with a smaller diameter undergoes.
  • magnetic adhesion may also be liable.
  • the third stretch section is arranged on the second arc contact, while the first stretch section and the second Track section are arranged on the first arc contact.
  • An adhesion between the first arc contact and the second arc contact can be generated, for example, by virtue of the fact that the second arc contact in the third stretch has at least one first spring element that can be moved radially relative to the separation axis and is shaped such that it matches the second stretch section of the first first arc contact forms a releasable snap connection.
  • the at least one first spring element is likewise arranged in the burn-up zone and shaped such that the arc which can be generated between the first arc contact and the second arc contact forms a base point on the at least one first one during its production during operation of the isolator Spring element has.
  • the first spring element is made of a highly electrically conductive material such as aluminum (Al), copper (Cu) or an Al and / or Cu alloy, while another region of the burn-up zone has a more erosion-resistant material.
  • a sufficiently high relative speed from the first arc contact to the second arc contact can be achieved by connecting the second arc contact to a second return system.
  • the releasable snap connection is designed such that when opening the separator, the first contact group within a first position range of the first contact group relative second nominal contact and the separation axis in an opening direction is movable, while the third stretch section is held on the second stretch portion of the releasable snap connection It may be noted that the second arcing contact remains held at the first arcing contact while the second retrieval system is biased and builds a biasing force.
  • the pretensioning force of the return system is greater than a predefinable holding force of the detachable snap connection acting in the direction of the disconnection axis, so that the second arcing contact is returned by the second retraction system in the opening direction the second contact group is electrically isolated from the first contact group.
  • the first contact group with a drive of the disconnector is in turn movable relative to the second contact group.
  • the first arc contact is now physically separated from the first nominal contact, but nevertheless electrically connected to it due to the functional requirements.
  • the interruption current path extends to the first arcing contact with the second arcing contact prior to opening the arcing contact separation location.
  • the second arc contact is sleeve-shaped at least at its second end facing the first contact group.
  • the first belly of the S-shaped current path portion is disposed at the second end of the second arc contact and facing the first contact group.
  • the first arc contact is formed pin-shaped at least at the second contact group facing the first end.
  • the trends in higher rating trends and reduction measures described by the first type of separator embodiment the arc burning time, the preferred opening speeds, as well as the releasable adhesive bond between the first arc contact and the second arc contact and the measures suitable thereto also apply to the second type of embodiment of the separator.
  • this effect can be achieved by arranging the third route section at the first arc contact and arranging the first route section and the second route section at the second arc contact.
  • the first arc contact is arranged in the third stretch section and has at least one second spring element which can be moved radially to the separation axis and which is shaped such that it forms a releasable snap-in connection with the second stretch section of the second arc contact.
  • both the first arc contact and the second arc contact may have radially resilient elements for generating the adhesive force.
  • a sufficiently high relative velocity from the first arcing contact to the second arcing contact is achievable by connecting the first arcing contact to a first retrieval system.
  • the releasable snap connection is designed such that when opening the disconnector, the first contact group or the first nominal contact within a first position range of the first contact group relative second nominal contact and the separation axis in an opening direction is movable during the first arc contact is held at the second arc contact, while the first return system is biased and builds a biasing force.
  • This holding is achievable in the second type of disconnector by holding the third leg on the second leg of the releasable snap-fit so that the second arcing contact is maintained at the first arcing contact while the first return system is biased.
  • the pretensioning force of the return system is greater than a predefinable holding force of the detachable snap connection acting in the direction of the disconnection axis, so that the second arcing contact is returned by the second retraction system in the opening direction the second contact group is electrically isolated from the first contact group.
  • a switchgear can be created which corresponds to the needs of a user of the switchgear according to higher ratings.
  • the switchgear is an air-insulated switchgear, a gas-insulated switchgear, or a mixture of an air-insulated switchgear and a gas-insulated switchgear.
  • step b) comprises a movement of the first contact group, the second contact group, as well as two contact groups together.
  • Magnetic pressure on the arc may occur immediately after the interruption of the nominal current path.
  • the magnetic pressure exerts its effect on the arc during steps c) and d).
  • the first arc contact is completely integrated in the first nominal contact, so that one and the same component can be used both as the first nominal contact and as the first arc contact, then the arc is opened when the arc is opened generates the first nominal contact and the second nominal contact, so that the nominal current path is maintained, so to speak. Only then does the magnetic pressure with the second magnetic force support commutation of the nominal current path to the burn-off system with the cut-off current path, which ultimately leads from the first nominal contact via the arc to the second arc contact.
  • the disconnector has a first arcing contact which is located distally spatially separate from the first nominal contact, then the nominal current path leading via the first and second nominal contact commutes to the first arcing contact and the second already after the interruption of the nominal current path Arc contact without an arc being generated.
  • the arc is first formed in the interruption current path and the magnetic pressure with the second magnetic field force is used exclusively for the purpose of moving the arc into the predefinable, suitable burnup zone.
  • the FIG. 1 shows a first embodiment of a high-voltage disconnector 1 of a first type.
  • the separator 1 is designed as a gas-insulated separator and therefore has a metal-encapsulated housing 2 for limiting a gas space 3 for an insulating gas to be filled in it.
  • the insulating gas used may preferably be a fluoroketone, a sulfur hexafluoride or another gas or a gas mixture.
  • An example of a suitable insulating gas with fluorocarbon is found approximately in the WO 2012/142346 A1 ,
  • the separator 1 has a first contact group 4 with a sleeve-shaped first nominal contact 5.
  • a likewise sleeve-shaped first arc contact 6 is integrated into the first nominal contact 5 in such a way that the first nominal contact 5 and the first arc contact 6 are a single component, which serves both as the first arc contact 6, and as first nominal contact 5 is used.
  • first nominal contact and “first arc contact 6" will hereinafter be referred to, depending on the use just explained.
  • the isolator 1 further has a second contact group 7 with a second nominal contact 8 and a second arc contact 9.
  • the first contact group 4 is movable away from the second contact group 7 along a separation axis 11 such that a nominal current path 12 extending from the first nominal contact 5 to the second nominal contact 8 at a nominal contact separation point 13 and an interruption current path 14 extending from the first contact group to the second contact group can be interrupted at an arc contact separation point 15 (see in conjunction with FIG Fig. 2 to 4 ).
  • the disconnector 1 is shown in the switch position "closed", in which a nominal feeder 15 electrically with two opposite Nominal branch conductors 16 is connected and electrically supported against the housing with disc insulators 17.
  • the separator 1 is designed as a combined isolator / earth electrode and has a conductive contact with the housing 2 earth contact 18.
  • the two nominal branch conductors 16 are connected to a guide body 20, which holds the first contact group 4 and leads in the direction of the separation axis 11, so that when entering the first nominal contact 4 in the ground contact 18, the two nominal branch conductors 16 can be electrically set to ground potential.
  • the first contact group 4 of the second contact group 7 along the separation axis 11 via a (not fully shown) drive 21 by means of a spindle-nut combination linearly movable.
  • FIG. 2 shows a partial enlargement of the rectangle shown in dashed lines in the FIG. 1 wherein the separator is in a first open position.
  • FIG. 3 shows that the first nominal contact 5 mechanically touches the second nominal contact 8 via a spiral contact spring 22 held on the second nominal contact 8 in this first open position, so that the nominal current path 12 is transferred from the second contact group 7 via the second nominal contact 8, the helical contact spring 22 associated with the second nominal contact 8 and the first nominal contact 5 are in electrical connection with the first contact group without an arc.
  • the first arc contact 6 or the first nominal contact 5 is sleeve-shaped, at least on its first end facing the second contact group 7.
  • the nominal current path 12 has a current path portion which extends transversely to the separation axis 11 and that the current path portion has an S-shape. Subsequently, the mirror-inverted S-shape simplistic called "S-shape".
  • the interruption current path 14 has a current path portion 23 which extends transversely to the separation axis and that the current path portion has an S-shape, which by their shape a transverse, that is oblique to the separation axis 11th extending vertical axis 26 defined.
  • FIG. 5 shows only the broken Nominalstrompfad or Abbrandstrompfad 14 in the contact arrangement of the separator 1 in the open position according to FIG. 4 .
  • the burn-off current path 14 now clearly shows the S-shaped current path section 23.
  • This current path section 23 is now thoughtfully divided into three parts.
  • the S-shaped current path section 23 has in series a first route section 27, a second route section 28 adjoining thereto and a third route section 29 adjoining thereto.
  • the three sections 27, 28, 29 are arranged such that, during operation of the isolator 1, a direction of current flow (see arrow of Abbrandstrompfad 14) in the first section 27 and in the second section 28 is in opposite directions.
  • the beginning and end of the sections 27, 28, 29 are shown with a dash on the S-shaped current path section 23.
  • the current flow direction in the second path section 28 is also opposite to the direction of current flow in the third path section 29.
  • the first link section 27 and the second link section 28 define a first belly 30 of the S-shaped current path section 23, while the second link section 28 and the third link section 29 define a second belly 31 of the S-shaped current path section 23.
  • the first route section 27 touches the second route section 28 approximately at the outer, convex point of the first belly 30.
  • the first belly 30 of the S-shaped Current path portion 23 is disposed at the first end of the first arc contact 6 and the second contact group 7 faces.
  • a maximum depth 32 of the first belly 30 can be approximately determined, which depth 32 is arranged approximately at right angles to the vertical axis 26.
  • the first belly 30 has a first height 36, while the second belly has a second height 37.
  • the depth 32 of the first belly is in terms of magnitude significantly greater than one the length of the arc between the first arc contact and the second arc contact in this operating state or this open position.
  • the first height 36 is greater in magnitude than the second height 37, the first belly 30 of its surface (shown in dotted-grid pattern) is greater than the second belly 31 with its smaller area (in the dashed upward diagonal pattern shown).
  • a ratio of the height 36 of the first abdomen to the height 37 of the second abdomen is approximately 1.5: 1 in terms of amount.
  • the height 36 of the first abdomen is greater in magnitude than the depth 32 of the first abdomen.
  • the larger area in the first belly 30 means that a field line density of the magnetic field lines of the burn-off flow path 14 is lower than a field line density of the magnetic field lines of the burn-off flow path 14 in the smaller area in the smaller second belly 31.
  • the magnetic field direction of the burn-off current path 14 has been determined according to the known art Rule of thumb with a cross or point in a circle. Due to the opposite direction of flow at the bellies 30, 31, the field lines cumulate in the same direction. This was attempted in the first abdomen 30 with a few circled points and in the second abdomen 31 with comparatively many circled crosses.
  • a first magnetic field force 32 due to the few circled points per area and a first magnetic pressure assigned to it is smaller than a second magnetic field force 33 because of the large area of the first belly 30 due to the many circled crosses per area and a second magnetic pressure associated therewith due to the areal smaller one second abdomen 31.
  • An arc contact separation point 34 is arranged on the S-shape of the current path section 23 in the front region of the second abdomen 31, for example at the outer, convex point of the second abdomen 31.
  • a Abbrandelement 35 is arranged in order to minimize the removal of material from the first arc contact 6 can.
  • a current path portion 23 which extends transversely to the separation axis and that the current path portion has an S-shape, which defines by their shape a transverse, that is oblique to the separation axis 11 extending vertical axis 26.
  • FIG. 9 shows an upper half of a second embodiment of an inventive separator 10 of the first type in longitudinal section along a separation axis 11.
  • the first contact group 4 and the second contact group 7 are in turn arranged by means of an insulating gas in a metal-enclosed housing 2 and the separator 10 is in its closed position in which the first nominal contact 5 is electrically and mechanically in communication with the second nominal contact 8.
  • the second arc contact 9 is now no longer fixedly arranged relative to the second nominal contact 8, but movably mounted in the direction of the separation axis 11. Electrically, the second arc contact 9 is still connected to the second nominal contact 8.
  • the second contact group 7 now has a second return system 40, which is connected at the end to the second arc contact 9, and is fixed on the other side of the housing stationary.
  • Both the first nominal contact 5, as well as the second nominal contact 8 and the second arc contact 9 are sleeve-shaped at least in sections.
  • the first nominal contact 5 (or the first arc contact 6) has at its end facing the second contact group 7 a radially inwardly directed holding means 41, which in this switching position completely in a second arc contact associated counter-holding means 42nd engages and forms with this a releasable snap connection 43.
  • FIG. 10 shows the separator 10 already in the second open position, wherein the housing 2 in the Fig. 10 has been omitted.
  • the first opening position is determined by the Fig. 13 be explained. Coming back to Fig. 10 it should be noted that the first contact group 4 is still connected without arcing via the snap connection 43 and the second arc contact 9 with the second contact group 7.
  • the first contact group 4 was displaced within a first position region 44 of the first contact group 4 relative to the second nominal contact 8 and to the separation axis 11 in the opening direction 24. Due to the complementary shaped geometry of the holding means 41 and the counter-holding means 42 creates a force acting radially to the separation axis 11 adhesive force / adhesion. This adhesive force is determined so that the second arc contact 9 is maintained within the first position range 44 via the snap connection 43 on the first nominal contact 5. As a result of the displacement of the second arc contact 9, the second return system 40 designed as a spring is pretensioned so that it builds up a pretensioning force.
  • the second arc contact 9 is retrieved by the second return system 40 counter to the opening direction 24, so that the second contact group 7 is electrically disconnected from the first contact group 4.
  • FIG. 12 is a section enlargement of the FIG. 9 the first contact group 4 and the second contact group 7 in the fully closed switch position shown.
  • the nominal current path leads from the second nominal contact 8 via the spiral contact spring 22 to the first nominal contact 5.
  • the first nominal contact 5 has been pushed in an opening direction 24 (here to the left) into a first open position.
  • the mechanical contact from the first nominal contact 5 to the second nominal contact 8 via the spiral contact spring 22 was interrupted, whereupon the current commutated from the nominal current path to the interruption current path leading via the second arc contact 9.
  • the second arc contact 9 has at least one radially movable to the separation axis 11 first spring element 46 in a portion which forms the third in the section 29.
  • sleeve-shaped second arc contact 9 has multiple slits in the direction of the separation axis 11, so that its collet-like fingers have a plurality of first spring elements 46 arranged on its circumference.
  • the spring elements 46 are designed such that their fingers which are movable radially relative to the separation axis 11 prevent the second path section 28 of the S-shaped current path section 23 from passing in the opening direction 24 by opposing a mechanical resistance. For this reason, seen in the longitudinal cross-section hill-shaped spring element 46 forms the counter-holding means 42 and the convex second section 28, the holding means 41 of the snap connection 43.
  • the third link section 29 is disposed on the second arc contact 9 and the first link section 27 and the second section 28 are arranged on the first arc contact 6.
  • FIG. 15 was the first nominal contact 5 in the opening direction 24 pushed a little further into the third open position.
  • the adhesive force which can be applied by the maximum extent of the spring elements 46 used as counter-holding means 42 has been exceeded when they pass into the second position range. Thereafter, the spring elements 46 radially inwardly in the direction of the separation axis, so that now acting as the first arc contact 6 first nominal contact on the hill-shaped spring element 46 could pass in the opening direction 24.
  • the second return system 40 is maximally biased, shown shortly before retrieval to its initial position.
  • FIG. 16 shows the nominal current path of the disconnector Figure 15 , Where the mechanical contact between the first contact group and the second contact group is interrupted, so that the arc 25 at the basis of Fig. 15 has formed.
  • the arc 25 has a foot point on an edge of the spring element 46, which flank is facing a further Abbrandelement 47. That further burn-off element 47 is arranged on one end of the second arc contact 9 facing the first contact group 4 and faces the first contact group 4.
  • the arc 25 has its foot in its formation during operation of the disconnector on the spring element 46, whose flank is also still associated with a combustion zone of the arc.
  • the first abdomen 30 and the second abdomen 31 of the S-shaped current path section 23, as well as the resulting first magnetic field force 32 and the second magnetic field force 33, these elements are in the in Fig. 15 shown opening position of the separator 10 in FIG. 17 illustrated again graphically illustrated.
  • the Fig. 17 is also used to understand the statements in connection with Fig. 14 , In the in the Fig. 15-17 shown opening position of the separator 10, the second magnetic force 33 is maximum and therefore exerts on the arc 25 is a greater magnetic pressure, as in the in Fig. 18 shown opening position.
  • FIG. 12-15 illustrated embodiment of a second separator 10 show the Fig. 20-22 a third embodiment of the inventive separator 100. That separator 100 is now a separator of a second type.
  • FIG. 20 an upper half of the third embodiment of an inventive separator 100 in longitudinal section along a separation axis 11.
  • the first contact group 4 and the second contact group 7 are in turn arranged by means of an insulating gas in a metal-encapsulated housing 2 and the separator 10 is shown in its closed position, in which the first nominal contact 5 is electrically and mechanically in communication with the second nominal contact 8. Only differences of the second embodiment of the separator 100 to the second embodiment of the separator 10 described above will be discussed below.
  • the second arc contact 9 is now no longer movable, but arranged stationary in the separator 100, so that in the second contact group 7, no second return system 40 is required. Instead, the first contact group 4 now has a first return system 48.
  • This isolator 100 has a first arc contact 6, which is arranged distally distally separate from the first nominal contact 5, so that the nominal current path which leads via the first and second nominal contacts opens when opening the Trenner 100 commutes after breaking the Nominalstrompfads on the combustion system with the first arc contact 6 and the second arc contact 9 on an interruption current path, without that an arc is already generated.
  • the separator 100 has a nominal contact separation point 13, which is spatially removed from the arc-contact separation point 34.
  • Both the first nominal contact 5, as well as the second nominal contact 8 and the second arc contact 9 are sleeve-shaped at least in sections.
  • the first arc contact 6 is arranged to be movable relative to the first nominal contact 5 along the separation axis 11.
  • a pull / compression spring of the first return system 48 extends around the first arc contact 6, which is pin-shaped at its first end facing the second contact group 7.
  • the first contact group 4 When the disconnector 10 was opened, the first contact group 4 was displaced within a first position region 44 of the first contact group 4 relative to the second nominal contact 8 and to the separation axis 11 in the opening direction 24. Due to the complementary shaped geometry of the holding means 41 and the counter-holding means 42 in turn creates a force acting radially to the separation axis 11 adhesive force / adhesion. This adhesive force is determined so that the first arc contact 6 is maintained within the first position range 44 via the snap connection 43 on the second arc contact 9. As a result of the displacement of the first arc contact 6, the first return system 48 designed as a spring is pretensioned, so that it builds up a pretensioning force.
  • the second arc contact 9 When passing into the second position range 45, the second arc contact 9 is again pulled back jerkily by the first return system 48 in the opening direction 24, so that the second contact group 7 is electrically disconnected from the first contact group 4 within a fraction of a second.
  • the isolator 100 Due to the separated nominal current paths and interruption current paths, the isolator 100 has a nominal contact separation point 13, which is spatially removed from the arc contact separation point 34.
  • FIG. 23 is an enlarged view of the in Fig. 22 dashed section shown, which now shows not only the upper half of the contact arrangement, but the whole contact arrangement. For the sake of clarity, however, the interruption current path 14 is shown only in the upper half of the contact arrangement. From the Fig. 23 shows that the first belly 30 of the S-shaped current path section 23 is arranged at the second end of the second arc contact 9 and the first contact group 4 faces. Accordingly, the first route section 27 and the second route section 28 are arranged on the second arc contact 9, while the third route section 29 is arranged on the first arc contact 6.
  • the first arc contact 6 has a plurality of second spring elements 49 which are movable radially relative to the separation axis and which are shaped in such a way that they form a releasable snap connection 43 with the second stretch section 28 of the second arc contact 9.
  • an arc is first formed in the interruption current path as soon as it is held with a circumferential, radially protruding ring (which forms the counter-holding means 42) on which the holding means 41 forming, formed in longitudinal cross-section convex second section 28.
  • the magnetic pressure with the second magnetic force is used exclusively for the purpose of shifting the arc into the predefinable burnup zone in the case of the radially protruding ring.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

Trenner, Schaltanlage und Verfahren zum Öffnen eines elektrischen Trenners (10) mittels eines Hochspannungs-Trenners, welcher Trenner eine erste Kontaktgruppe (4), die einen ersten Nominalkontakt (5) und einen ersten Lichtbogen-Kontakt (6) aufweist, sowie eine zweite Kontaktgruppe (7), die einen zweiten Nominalkontakt (8) und einen zweiten Lichtbogen-Kontakt (9) aufweist, umfasst. Beim Öffnen des Trenners wird die erste Kontaktgruppe (4) von der zweiten Kontaktgruppe (7) entlang einer Trennachse (11) derart wegbewegt, dass ein Nominalstrompfad an einer Nominal-Kontakt-Trennstelle (13), sowie ein Unterbrechungs-Strompfad an einer Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle unterbrochen werden. Beim Unterbrechen des Nominalstrompfads wird zwischen der ersten Kontaktgruppe (4) und der zweiten Kontaktgruppe (7) ein Lichtbogen (25) erzeugt. Der Unterbrechungsstrompfad weist einen S-förmigen Strompfadabschnitt (23) auf, der einen magnetischen Druck auf den Lichtbogen (25) erzeugt. Aufgrund des magnetischen Druckes auf den Lichtbogen (25) ist dieser in eine vordefinierbare Abbrandzone verschiebbar.

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Hochspannungsschaltanlagen und betrifft einen Trenner, der im Englischen "disconnector" genannt wird, sowie ein Verfahren zum Trennen bei einer sogenannten "bus-transfer current switching"- Schalthandlung. Unter dem Begriff "Trenner" (englisch "disconnector") wird nachfolgend nicht ein Leistungsschalter (englisch "circuit breaker") oder Lastschalter (englisch "load switch") verstanden, da er nicht für eine elektrische Unterbrechung einer Nominallast im Nominalbetrieb eingesetzt wird.
  • Technische Massnahmen werden vor allem bei "bus-transfer current switching"-Schalthandlungen erforderlich, wenn die Schaltanlage eine Nominalspannung von mehr als etwa 50 kV aufweist.
  • Bei solchen "disconnectors" bzw. -Trennern, nachfolgend vereinfachend Trenner genannt, werden zwei Lastfälle unterschieden, nämlich der sogenannte "bus-charging"-Betrieb und der sogenannte "bus-transfer current switching"-Betrieb. Während beim "bus-charging" die Unterbrechung und das Zuschalten kapazitiver Ströme im Vordergrund steht, richtet sich der "bus-transfer current switching" auf Trennsituationen bei Schaltfällen, bei denen ein Wechsel von einer ersten Sammelschiene auf eine zweite Sammelschiene im Nennbetrieb durchgeführt werden soll. Die Trenner werden sowohl im Falle von "Bus-transfer current switching" Schalthandlungen als auch von "Bus-charging" Schalthandlungen eingesetzt. Für die nachstehende Offenbarung steht die "bus-transfer current switching"- Schalthandlung im Vordergrund.
  • Wird beispielsweise bei gasisolierten Schaltanlagen mit einer Doppelsammelschiene die Sammelschiene gewechselt, so treten im Nominalbetrieb (Nennbetrieb) induzierte Spannungen und Ausgleichsstöme auf, welche eine gewisse Abschaltleistung des Trenners erfordern. Im Nennbetrieb treten bei einer gegebenen Nennspannung und einem gegebenen Nennstrom bedingt durch ein sogenanntes Kuppelfeld (englisch auch coupler bay genannt) beim Öffnen des Trenners allein aufgrund der Impedanzen der zwischen den beiden Sammelschienen gebildeten Stromschleife nicht zu vernachlässigbaren Ausgleichsströme auf.
  • Beim Öffnen des Trenners entsteht zwischen dem beweglichen Kontakt und dem feststehenden Kontakt ein Lichtbogen. Je schneller ein Trenner arbeitet, desto weniger gross ist die Lichtbogendauer bis zur Stromunterbrechung. Daher wird ein mit hoher Geschwindigkeit bewegbarer beweglicher Lichtbogenkontakt angestrebt, um im Zusammenspiel mit einem feststehenden Lichtbogenkontakt den Strom und damit den Lichtbogen möglichst rasch zu unterbrechen. Je nach Ausführungsform des Trenners können unmittelbar nach der Verbindung dieser Lichtbogenkontakte die Dauerstromkontakte (Nennstromkontakte) des beweglichen Trennerkontakts und des stationären Trennerkontakts ohne Zünden von Lichtbögen und daher verschleissfrei aneinander angenähert und elektrisch miteinander verbunden werden.
  • Im Fall eines solchen Trenners müssen die für das Trennen bzw. Verbinden der Sammelschienen verwendeten jeweiligen Trenner je nach Anforderungen an die Schaltanlage auch in Gegenwart dieser induzierten Spannungen und Ausgleichsströme wiederholt zuverlässig und verschleissfrei schalten können. Bei gasisolierten Schaltanlagen liegen diese induzierten Spannungen normalerweise nicht über 20 Volt. Die Ströme werden dabei (zur Zeit und mit Ausnahme der UHV-Spannungsebene) auf maximal 80% des Nennstroms geschätzt. In besonderen Fällen, bei denen die Sammelschienen oder die Schaltfelder stärker voneinander entfernt sind und/oder je nach Ausgestaltung und Anzahl der Kuppelfelder, können die Stromschleifen - und entsprechend auch die induzierten Spannungen - grösser sein, als dies bei Trennern dieser Art üblich ist. Diese induzierte Spannung im Nennbetrieb kann beispielsweise bei gasisolierten Schaltfeldern, die mit einer Freiluftanlage kombiniert sind, je nach Schaltanlage beispielsweise bis auf 300 V ansteigen. Daher besteht ein Bedarf an einem Trenner, der auch unter erhöhten Anforderungen zuverlässig und verschleissfrei schaltet.
    • STAND DER TECHNIK
  • Ein erster Typ eines Trenners, der für solche Schalthandlungen geeignet ist, weist eine erste Kontaktgruppe mit einem ersten Nominal-Kontakt, sowie eine zweite Kontaktgruppe mit einem zweiten Nominal-Kontakt auf. Der erste Nominal-Kontakt und der zweite Nominal-Kontakt bilden zusammen ein Nominal-Kontaktsystem zur Übertragung einer elektrischen Nennleistung. Die zweite Kontaktgruppe weist zudem einen Lichtbogen-Kontakt auf, um das Nominal-Kontaktsystem beim Öffnen des Trenners nach dem Entstehen eines Lichtbogens vor übermässigem Verschleiss zu schützen. Dieser Schutz wird dadurch erreicht, dass beim Öffnen des Trenners im Betrieb der mechanische Kontakt zwischen dem ersten Nominal-Kontakt und dem zweiten Nominal-Kontakt aufgehoben wird, worauf in einem ersten Schritt ein Lichtbogen zwischen dem ersten Nominal-Kontakt und dem zweiten Nominal-Kontakt gebildet wird und in einem zweiten Schritt ein vom ersten Nominal-Kontakt zum zweiten Nominal-Kontakt führender Unterbrechungs-Strompfad vom Nominal-Kontaktsystem auf ein Abbrandsystem kommutiert. Das Abbrandsystem umfasst dazu den Lichtbogen-Kontakt, so dass der Unterbrechungs-Strompfad vom ersten Nominal-Kontakt per Lichtbogen auf den Lichtbogen-Kontakt auf die zweite Kontaktgruppe überleitbar ist und dort solange verbleibt, bis der Lichtbogen erlischt.
  • In der Praxis hat sich gezeigt, dass bei gewissen Ausführungsformen von Trennern der Lichtbogen beim Öffnen des Trenners zwischen der ersten Kontaktgruppe und der zweiten Kontaktgruppe zwar erzeugt wird, aber dass sich ein Fusspunkt des Lichtbogens oftmals nicht in einer bevorzugten Abbrandzone befand, welche mit geeigneten verschleissfesteren Bauteilen oder Bauteilbereichen wie Abbrandelektroden und dergleichen versehen war, um dem Lichtbogen hinsichtlich der unerwünschten Materialabtragung wesentlich entgegenzuwirken zu können, sondern sich in Zonen mit einer verhältnismässig geringen Abbrandfestigkeit befand. Als Folge davon entstand bei diesen Trennern oft unerwünscht viel Abbrand an diesen weniger verschleissfesten Bauteilen, weil diese Bauteile nicht für einen derartigen Materialabtrag durch den Lichtbogen vorgesehen waren. Es ist bekannt, dass insbesondere bei einer gasisolierten Schaltanlage viel Abbrand durch die Energie des Lichtbogens hinsichtlich der Isolierwirkung klar nachteilig ist und im weiteren Betrieb der Schaltanlage zu erheblichen Problemen wie unerwünschten Teilentladungen und dergleichen führen kann.
  • In der Folge ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hochspannungs-Trenner, eine Schaltanlage mit einem solchen Trenner, sowie ein Trennverfahren vorzulegen, bei welchem die Kontaktanordnung vor solch unerwünschtem Materialabtrag durch den Lichtbogen besser geschützt werden kann, so dass die Abbrandmenge gegenüber der Abbrandmenge von bekannten Trennern verringerbar ist.
  • Unter dem Begriff Hochspannungsschaltanlagen werden Schaltanlagen verstanden, die für Nenn- beziehungsweise Nominalspannungen von 50 kV oder höher konfiguriert sind. Der Begriff Schaltanlagen umfasst im Folgenden nicht nur gasisolierte Schaltanlagen, bei welchen die elektrisch aktiven Teile mit einem geeigneten Isoliergas in einem metallgekapselten Gehäuse (GIS) angeordnet sind, sondern auch Freiluftschaltanlagen (AIS) oder Hybridanlagen, welche eine Mischung aus GIS und AIS darstellen.
  • Hinsichtlich des Trenners und der Schaltanlage wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das dem Strompfad beim Öffnen des Trenners eigene eigenen Magnetfeld zum Aufbau eines magnetischen Druckes einsetzbar ist, mit welchem der Lichtbogen von einer hinsichtlich des Abbrandes ungünstigeren Zone des Trenners in eine vordefinierbare Abbrandzone verschiebbar ist. Ein Vorteil liegt darin, dass der Lichtbogen in dieser Abbrandzone weniger leicht eine Materialabtragung verursachen kann, als in der Zone, in welcher der Lichtbogen entstanden ist.
  • Zu diesem Zweck weist der Hochspannungs-Trenner in einer Basisausführungsform eine erste Kontaktgruppe mit einem ersten Nominal-Kontakt und einen ersten Lichtbogen-Kontakt auf. In einer Basisausführung des ersten Lichtbogen-Kontakts ist dieser vollständig im ersten Nominal-Kontakt integriert, so dass ein und dasselbe Bauteil sowohl als erster Nominal-Kontakt als auch als erster Lichtbogen-Kontakt einsetzbar ist.
  • Weiter umfasst der Hochspannungs-Trenner eine zweite Kontaktgruppe mit einem zweiten Nominal-Kontakt und einem zweiten Lichtbogen-Kontakt. Zum Öffnen des Trenners ist die erste Kontaktgruppe von der zweiten Kontaktgruppe entlang einer Trennachse derart wegbewegbar angeordnet, dass ein sich vom ersten Nominal-Kontakt zum zweiten Nominal-Kontakt erstreckender Nominalstrompfad an einer Nominal-Kontakt-Trennstelle unterbrechbar, sowie ein sich von der ersten Kontaktgruppe zur zweiten Kontaktgruppe erstreckender Unterbrechungs-Strompfad an einer Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle unterbrechbar sind. Dazu weist der Trenner einen Unterbrechungs-Strompfad mit einem Strompfadabschnitt auf, der sich quer zur Trennachse erstreckt und eine S-Form aufweist. Unter dem Begriff "quer" wird eine sich relativ zur Trennachse radial erstreckende Richtung verstanden. Diese radiale Richtung muss nicht strikt rechtwinklig zur Trennachse verlaufen, sondern darf auch schräg geneigt dazu sein. Wichtig ist einzig, dass er eine in radialer Richtung verlaufende Richtungskomponente aufweist.
  • Der Begriff "Unterbrechungs-Strompfad" wird nachfolgend der Strompfad verstanden, in welchem beim Öffnen des Trenners der Lichtbogen entsteht. Je nach Ausführungsform des Trenners kann der geometrische Ort des Unterbrechungs-Strompfads beim erstmaligen Bilden des Lichtbogens noch in etwa an der Stelle liegen, wo sich der Nominalstrompfad befunden hat und der Abbrandstrompfad erst nach der Bildung des Lichtbogens auf einen örtlich verschiedenen Standort kommutiert, oder aber vom Nominalstrompfad bereits von Anfang an örtlich getrennt sein.
  • Bei näherer Betrachtung weist der S-förmige Strompfadabschnitt aufeinanderfolgend, das heisst elektrisch in Serie nacheinander angeordnet, einen ersten Streckenabschnitt, einen daran anschliessenden zweiten Streckenabschnitt und einen daran anschliessenden dritten Streckenabschnitt auf. Wenn der S-förmige Strompfadabschnitt im Betrieb des Trenners von einem Strom durchflossen wird, so ist seine Stromflussrichtung im ersten Streckenabschnitt aufgrund der S-Form bezüglich des zweiten Streckenabschnitts gegenläufig. Weiter ist die Stromflussrichtung im zweiten Streckenabschnitt aufgrund der S-Form bezüglich des dritten Streckenabschnitts gegenläufig. Unter dem Begriff "gegenläufig" wird die Stromflussrichtung verstanden, welche für die Wirkrichtung der Magnetfeldkraft verantwortlich ist.
  • Bildlich gesprochen begrenzen der erste Streckenabschnitt und der zweiten Streckenabschnitt einen ersten Bauch des S-förmigen Strompfadabschnitts, während der zweite Streckenabschnitt und der dritte Streckenabschnitt einen zweiten Bauch des S-förmigen Strompfadabschnitts begrenzen. Der erste Bauch ist von seiner Fläche her grösser als der zweite Bauch bemessen, so dass im Betrieb des Trenners aufgrund der Stromflussrichtung eine erste Magnetfeldkraft und ein ihr zugeordneter erster magnetischer Druck aufgrund des ersten Bauches kleiner als eine zweite Magnetfeldkraft und ein ihr zugeordneter zweiter magnetischer Druck aufgrund des zweiten Bauches ist. Die Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle ist auf der S-Form im Bereich des zweiten Bauches angeordnet.
  • Der S-förmige Strompfadabschnitt soll nachfolgend nicht im engen Sinn, das heisst strikt wie ein korrekt geschriebener Buchstabe "S" verstanden werden, sondern im Sinn von zwei gegenläufigen Schlaufen, so dass auch Ausführungsformen von Strompfadabschnitten von diesem Begriff erfasst werden, welche spiegelbildlich zu einem korrekt geschriebenen "S" sind, indem sie etwa um eine Hochachse gespiegelt sind. Weiter soll der Begriff "S-förmiger Strompfadabschnitt" auch S-Formen umfassen, welche geometrisch verzerrt, oder nicht entlang eines stetigen Kurvenverlaufs aufweisen. Weiter müssen der erste Streckenabschnitt, der zweite Streckenabschnitt und der dritte Streckenabschnitt nicht zwingend aus einem einzigen Bogensegment bestehen, sondern können jeweils aus einer Vielzahl von Linienabschnitten verschiedener geometrischer Form aufgebaut sein. Entscheidend ist für die vorliegende Erfindung einzig, dass die vom ersten Bauch begrenzte erste Fläche betragsmässig kleiner ist, als die vom zweiten Bauch begrenzte zweite Fläche, so dass mit der betragsmässig kleineren zweiten Fläche beim Öffnen des Trenners eine grössere Magnetfeldkraft erzeugbar, als mit der betragsmässig grösseren ersten Fläche im zweiten Bauch.
  • Die oben genannte S-förmige Ausgestaltung des Unterbrechungs-Strompfads bleibt auch dann noch bestehen, nachdem der erste Lichtbogen-Kontakt (beziehungsweise in der Basisausführungsform der erste Nominal-Kontakt) den zweiten Lichtbogen-Kontakt an der Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle nicht mehr berührt, weil die Lichtbogen-Kontakte beim Öffnen des Trenners voneinander wegbewegt worden sind. Der S-förmige Strompfadabschnitt erstreckt sich dann nacheinander vom ersten Streckenabschnitt und dem zweiten Streckenabschnitt über den Lichtbogen auf den dritten Streckenabschnitt.
  • Mit dieser Konstellation ist im Betrieb beim Öffnen des Trenners im Unterbrechungs-Strompfad beispielsweise ein Lichtbogen erzeugbar, welcher vom zweiten magnetischen Druck in eine vordefinierbare Abbrandzone zeitlich mindestens solange abdrängbar ist beziehungsweise abgedrängt werden kann, bis der Unterbrechungs-Strompfad auf das Abbrandsystem mit dem ersten Lichtbogen-Kontakt und dem zweiten Lichtbogen-Kontakt kommutiert hat. Bei der Kommutierung verschiebt sich der Fusspunkt des Lichtbogens am zweiten Nominal-Kontakt zum zweiten Lichtbogen-Kontakt, welcher auch in der vordefinierbaren bzw. vordefinierten Abbrandzone angeordnet ist.
  • Die vom S-förmigen Strompfadabschnitt gebildete zweite Magnetfeldkraft und der ihr zugeordnete zweite magnetischer Druck aufgrund des zweiten Bauches verhindern zudem zuverlässig, dass sich beim Öffnen des Trenners der Fusspunkt des Lichtbogens der Fusspunkt des Lichtbogens vom zweiten Lichtbogen-Kontakt nicht zurück auf den zweiten Nominal-Kontakt kommutieren kann.
  • Wenn in der oben genannten Basisausführung des Trenners der erste Lichtbogen-Kontakt vollständig im ersten Nominal-Kontakt integriert, so dass ein und dasselbe Bauteil sowohl als erster Nominal-Kontakt als auch als erster Lichtbogen-Kontakt einsetzbar ist, dann wird beim Öffnen der Lichtbogen zwischen dem ersten Nominal-Kontakt und dem zweiten Nominal-Kontakt erzeugt, so dass der Unterbrechungs-Strompfad zu Beginn am geometrischen Ort des Nominalstrompfades liegt. In diesem Fall unterstützt der magnetische Druck mit der zweiten Magnetfeldkraft eine Kommutierung des Nominalstrompfades auf das Abbrandsystem mit dem Unterbrechungs-Strompfad, welcher letztlich vom nun als erster Lichtbogen-Kontakt dienenden ersten Nominal-Kontakt über den Lichtbogen auf den zweiten Lichtbogen-Kontakt führt.
  • Weist hingegen des Trenners einen ersten Lichtbogen-Kontakt auf, welcher distal räumlich separat vom ersten Nominal-Kontakt angeordnet ist, so kommutiert der über den ersten und zweiten Nominal-Kontakt führende Nominalstrompfad bereits nach dem Unterbrechen des Nominalstrompfad auf den ersten Lichtbogen-Kontakt und den zweiten Lichtbogen-Kontakt, ohne dass dabei bereits ein Lichtbogen erzeugt wird. In diesem Fall wird der Lichtbogen erstmals im Unterbrechungs-Strompfad gebildet und der magnetische Druck mit der zweiten Magnetfeldkraft dient ausschliesslich dem Zweck, den Lichtbogen in die vordefinierbare Abbrandzone zu verschieben. Der Begriff "distal" wurde verwendet, um zu erklären, dass die körperliche Separierung von Nominal-Kontakt und Lichtbogen-Kontakt zur Stirnseite der gegenüberliegenden Kontaktgruppe im vorliegenden Zusammenhang entscheidend ist und nicht der geometrische Ort, an welchem der Nominal-Kontakt und Lichtbogen-Kontakt elektrisch miteinander verbunden sind.
  • Je nach Ausführungsform des Trenners weist zumindest der erste und/oder der zweiten Lichtbogen-Kontakt ein Abbrandelement auf. Unter dem Begriff "Abbrandelement" wird ein Bauteil oder eine Beschichtung verstanden, welche ein widerstandsfähiges Material wie etwa Wolfram oder eine Wolframlegierung umfasst, damit der durch den Lichtbogen verursachte Abbrand innerhalb eines vordefinierbaren Schwellwerts bleibt.
  • Der S-förmige Strompfadabschnitts definiert durch seine Form eine Hochachse, vergleichbar mit dem Vertikalstrich des Dollarzeichens.
  • Um die Wirkung der zweiten Magnetfeldkraft und des ihr zugeordnete zweite magnetischer Druckes auf den Lichtbogen zu verstärken, weist der erste Bauch einer Ausführungsform des S-förmigen Strompfadabschnitts eine gewisse erste Tiefe auf. Diese erste Tiefe erstreckt sich quer zur Hochachse und ist mindestens so lang ist, wie die Länge des Lichtbogens beim Öffnen des Trenners in diesem Betriebszustand zwischen dem ersten Lichtbogen-Kontakt und dem zweiten Lichtbogen-Kontakt. Unter dem Begriff "dieser Betriebszustand" wird der Öffnungsgrad bzw. die Öffnungsstellung des Trenners verstanden.
  • Um die Wirkung der zweiten Magnetfeldkraft und des ihr zugeordnete zweite magnetischer Druckes auf den Lichtbogen weiter zu verstärken, ist eine sich in Richtung der Hochachse des S-förmigen Strompfadabschnitts erstreckende Höhe des ersten Bauches betragsmässig grösser bemessen, als die Tiefe des ersten Bauches.
  • Da die zweite Magnetfeldkraft grösser ist, als die erste Magnetfeldkraft, und letztlich die zweite Magnetfeldkraft zum Abdrängen des Lichtbogens in die bevorzugte Abbrandzone nutzbar ist, ist es grundsätzlich vorteilhaft, wenn die zweite Magnetfeldkraft im Verhältnis zur ersten Magnetfeldkraft so gross wie nur möglich ist. Da die Benutzer von Schaltanlagen jedoch zunehmend nach noch kompakteren und dimensionsmässig kleineren Schaltanlagen interessiert sind, sind die Grösse des ersten Bauches und des zweiten Bauches innerhalb vertretbarer Grenzen zu halten. Gute Abschaltfähigkeitswerte sind erzielbar, wenn das Verhältnis von der Höhe des ersten Bauches zu einer sich ebenfalls in Richtung der Hochachse des S-förmigen Strompfadabschnitts erstreckenden Höhe des zweiten Bauches betragsmässig mindestens eins-komma-fünf zu eins (1.5 : 1) beträgt, in Ausführungsformen von Trennern vorzugsweise sogar mehr als 2 :1 beträgt.
  • Bei einem ersten Typ einer Ausführungsform des Trenners ist die erste Kontaktgruppe mit einem Antrieb des Trenners relativ zur zweiten Kontaktgruppe bewegbar. Dabei ist der erste Lichtbogen-Kontakt zumindest an dessen der zweite Kontaktgruppe zugewandten ersten Ende hülsenförmig ausgebildet. Der erste Bauch des S-förmigen Strompfadabschnitts ist am ersten Ende des ersten Lichtbogen-Kontakts angeordnet und der zweiten Kontaktgruppe zugewandt. Das bedeutet, dass sein Kulminationspunkt näher bei der zweiten Kontaktgruppe liegt, als die zwei Orte, an welchem der Bauch beginnt.
  • Beim ersten Typ der Ausführungsform des Trenners erstreckt sich der Strompfad vor dem Öffnen der Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle beim ersten Lichtbogen-Kontakt (der im ersten Nominal-Kontakt integriert ist) und dem zweiten Nominal-Kontakt, bevor er im Betrieb des Trenners nach der Unterbrechung des Nominalstrompfades und der Kommutierung auf den Unterbrechungs-Strompfad auf das Abbrandsystem mit dem ersten Lichtbogen-Kontakt und dem zweiten Lichtbogen-Kontakt letztlich vom ersten Lichtbogen-Kontakt (der im ersten Nominal-Kontakt integriert ist) zum zweiten Lichtbogen-Kontakt erstreckt.
  • Wie eingangs bereits angesprochen zeichnet sich auf Betreiberseite von Schaltanlagen klar ein Trend zu stets höheren Anforderungen (nachfolgend auch nach dem englischen Fachbegriff "Ratings" genannt) ab. Während beispielsweise die bus transfer ratings betreffende Norm IEC 62271-102, Annex B, für eine Nominalbetriebsspannung von 420 kV eine Abschaltfähigkeit (breaking) von 20 V und bis zu 1600 A fordert, verlangt der Markt zunehmend nach Schaltern, welche bei noch höheren Ratings eingesetzt werden können. Als stellvertretendes Muster einer Vielzahl von seitens der Betreiber gewünschten Trenner sei an dieser Stelle ein Trenner genannt, welcher bei einer Nominalbetriebsspannung von 420 kV eine Abschaltfähigkeit von etwa 300 V und 3200 A aufweist. Derart hohe Ratings drängen sich beispielsweise bei rein gasisolierten Schaltanlagen heutzutage nicht auf.
  • Aus oben genannten Gründen besteht ein Bedarf an GIS-Trennern, welche verglichen mit dem derzeitigen Stand der Technik für ein erhöhtes bus-transfer current switching auch für höhere Ratings verwendbar sind.
  • Geeignete Trenner für solch hohe Ratings verfügen über Massnahmen, mit welchen die Lichtbogenbrenndauer zeitlich so gering wie möglich gehalten werden kann. Dies bedingt, dass der Trenner einen Mechanismus aufweist, mit welchem der erste Lichtbogen-Kontakt zeitlich innert Sekundenbruchteilen, also ruckartig vom zweiten Lichtbogen-Kontakt wegbewegen lässt. Je nach Ausgestaltung der Massnahmen ist dabei eine Relativgeschwindigkeit vom ersten Lichtbogen-Kontakt zum zweiten Lichtbogen-Kontakt von mindestens 1 m/s erreichbar. Bevorzugt beträgt die Geschwindigkeit mehr als 2 m/s, noch bevorzugter mehr als 4 m/s, damit die Lichtbogenbrenndauer möglichst gering ist.
  • Eine solche ruckartige Bewegung lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass beim Wegbewegen des ersten Nominal-Kontaktes und des ersten Lichtbogen-Kontakts von der zweiten Kontaktgruppe der erste Lichtbogen-Kontakt beim Öffnen des Trenners zeitlich so lange wie möglich mit dem zweiten Lichtbogen-Kontakt verbunden bleibt, während der erste Nominal-Kontakt noch weiter in Öffnungsrichtung weiter vom zweiten Nominal-Kontakt wegverschoben wird. Funktionell gesprochen sind der erste Lichtbogen-Kontakt und der zweite Lichtbogen-Kontakt so ausgebildet, dass der erste Lichtbogen-Kontakt beim Öffnen des Trenners zeitlich so lange wie möglich mit dem zweiten Lichtbogen-Kontakt haften bleibt. Der Begriff 'Haften' wird im Folgenden nicht eng interpretiert, sondern im Sinn von 'Halten' oder 'Festhalten' und umfasst jegliches Phänomen, bei dem zwei Elemente zueinander eine fixe Position entgegen einer auf sie wirkenden Kraft behalten, die auf ein Lösen des Haftens/Haltens hinwirkt. Dies kann beispielsweise durch mechanische Mittel geschehen, etwa einen Einrastmechanismus mit entsprechend gewählter, komplementärer Geometrie, etwa in Form eines mechanischen Widerstandes, den ein Objekt mit grösserem Durchmesser, das jedoch mindestens teilverformbar ist, bei Durchgang durch eine Öffnung mit kleinerem Durchmesser erfährt. Ferner kann haften auch ein magnetisches Anhaften sein.
  • Um den körperlichen Kontakt zwischen dem ersten Lichtbogen-Kontakt und dem zweiten Lichtbogen-Kontakt beim Öffnen des Trenners zeitlich möglichst lange aufrechterhalten zu können, ist bei einer Ausführungsform des Trenners der dritte Streckenabschnitt am zweiten Lichtbogen-Kontakt angeordnet, während der erste Streckenabschnitt sowie der zweite Streckenabschnitt am ersten Lichtbogen-Kontakt angeordnet sind. Eine Haftwirkung zwischen dem erste Lichtbogen-Kontakt und der zweite Lichtbogen-Kontakt ist beispielsweise dadurch erzeugbar, dass der zweite Lichtbogen-Kontakt im dritten Streckenabschnitt mindestens ein radial zur Trennachse bewegbares erstes Federelement aufweist, welches derart geformt ist, dass es mit dem zweiten Streckenabschnitt des ersten Lichtbogen-Kontakts eine lösbare Schnappverbindung bildet.
  • In einer Variante der Ausführungsform ist das mindestens eine erste Federelement ebenfalls in der Abbrandzone angeordnet und derart geformt, dass der zwischen dem ersten Lichtbogen-Kontakt und dem zweiten Lichtbogen-Kontakt erzeugbare Lichtbogen bei dessen Entstehung im Betrieb des Trenners einen Fusspunkt auf dem mindestens einen ersten Federelement hat. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn das erste Federelement aus einem elektrisch gut leitenden Material wie Aluminium (Al), Kupfer (Cu) oder einer Al- und/oder Cu-legierung gefertigt ist, während ein weiterer Bereich der Abbrandzone ein abbrandfesteres Material aufweist. Durch eine solche Materialwahl wird in einem ersten Schritt die Lichtbogenbildung in der Abbrandzone ausserhalb dem abbrandfesteren Material begünstigt, worauf der magnetische Druck den erzeugten Lichtbogen in einem zweiten Schritt in den abbrandfesteren Bereich der Abbrandzone abdrängt.
  • Eine ausreichend hohe Relativgeschwindigkeit vom ersten Lichtbogen-Kontakt zum zweiten Lichtbogen-Kontakt ist dadurch erreichbar, dass der zweite Lichtbogen-Kontakt mit einem zweiten Rückholsystem verbunden ist. Dabei ist die lösbare Schnappverbindung derart ausgebildet , dass beim Öffnen des Trenners die erste Kontaktgruppe innerhalb eines ersten Positionsbereichs der ersten Kontaktgruppe relativ zweiten Nominal-Kontakt und zur Trennachse in einer Öffnungsrichtung bewegbar ist, während der dritte Streckenabschnitt derart am zweiten Streckenabschnitt der lösbaren Schnappverbindung gehalten wird bzw. festhaltbar ist, dass der zweite Lichtbogen-Kontakt am ersten Lichtbogen-Kontakt gehalten bleibt, während das zweite Rückholsystem vorgespannt wird und eine Vorspannkraft aufbaut. Beim Übertritt der ersten Kontaktgruppe in einen an den ersten Positionsbereich anschliessenden zweiten Positionsbereich ist die Vorspannkraft des Rückholsystems grösser als eine in Richtung der Trennachse wirkende, vordefinierbare Haltekraft der lösbaren Schnappverbindung, so dass der zweite Lichtbogen-Kontakt vom zweiten Rückholsystem in Öffnungsrichtung zurückgeholt wird, so dass die zweite Kontaktgruppe von der ersten Kontaktgruppe elektrisch getrennt wird.
  • Bei einem zweiten Typ einer Ausführungsform des Trenners ist die erste Kontaktgruppe mit einem Antrieb des Trenners wiederum relativ zur zweiten Kontaktgruppe bewegbar. Im Unterschied zum oben genannten Trenner des ersten Typs ist der erste Lichtbogen-Kontakt nun körperlich vom ersten Nominal-Kontakt separiert, aber aufgrund der Funktionsanforderungen elektrisch dennoch mit diesem verbunden. Nach der Unterbrechung des Nominalstrompfades und der Kommutierung auf das Abbrandsystem mit dem ersten Lichtbogen-Kontakt und dem zweiten Lichtbogen-Kontakt erstreckt sich der Unterbrechungs-Strompfad vor dem Öffnen der Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle beim ersten Lichtbogen-Kontakt mit dem zweiten Lichtbogen-Kontakt. Dabei ist bei diesem zweiten Typ einer Ausführungsform des Trenners der zweite Lichtbogen-Kontakt zumindest an dessen der ersten Kontaktgruppe zugewandten zweiten Ende hülsenförmig ausgebildet. Der erste Bauch des S-förmigen Strompfadabschnitts ist am zweiten Ende des zweiten Lichtbogen-Kontakts angeordnet und der ersten Kontaktgruppe zugewandt. Weiter ist der erste Lichtbogen-Kontakt zumindest an dessen der zweiten Kontaktgruppe zugewandten ersten Ende stiftförmig ausgebildet.
  • Die anhand des ersten Typs einer Ausführungsform des Trenners geschilderten Angaben zum Trend nach höheren Ratings sowie der Massnahmen zur Verringerung der Lichtbogenbrenndauer, der bevorzugten Öffnungs-Geschwindigkeiten, sowie der lösbaren Haftverbindung zwischen dem ersten Lichtbogen-Kontakt und dem zweiten Lichtbogen-Kontakt und der dazu geeigneten Massnahmen gelten auch für den zweiten Typ einer Ausführungsform des Trenners.
  • Beim zweiten Typ einer Ausführungsform des Trenners ist diese Wirkung dadurch erreichbar, dass der dritte Streckenabschnitt am ersten Lichtbogen-Kontakt angeordnet und der erste Streckenabschnitt sowie der zweite Streckenabschnitt am zweiten Lichtbogen-Kontakt angeordnet sind. Dabei ist der erste Lichtbogen-Kontakt im dritten Streckenabschnitt angeordnet und weist mindestens ein radial zur Trennachse bewegbares zweites Federelement aufweist, welches derart geformt ist, dass es mit dem zweiten Streckenabschnitt des zweiten Lichtbogen-Kontakts eine lösbare Schnappverbindung bildet.
  • Falls erforderlich, können sowohl der erste Lichtbogen-Kontakt, als auch der zweite Lichtbogen-Kontakt radial federnde Elemente zum Erzeugen der Haftkraft aufweisen.
  • Bei einer Ausführungsform des zweiten Typs des vorliegenden Trenners ist eine ausreichend hohe Relativgeschwindigkeit vom ersten Lichtbogen-Kontakt zum zweiten Lichtbogen-Kontakt dadurch erreichbar, dass der erste Lichtbogen-Kontakt mit einem ersten Rückholsystem verbunden ist. Dabei ist die lösbare Schnappverbindung derart ausgebildet , dass beim Öffnen des Trenners die erste Kontaktgruppe bzw. der erste Nominal-Kontakt innerhalb eines ersten Positionsbereichs der ersten Kontaktgruppe relativ zweiten Nominal-Kontakt und zur Trennachse in einer Öffnungsrichtung bewegbar ist, während der erste Lichtbogen-Kontakt am zweiten Lichtbogen-Kontakt gehalten wird, während das erste Rückholsystem vorgespannt wird und eine Vorspannkraft aufbaut. Dieses Halten ist beim zweiten Typ eines Trenners dadurch erreichbar, dass der dritte Streckenabschnitt am zweiten Streckenabschnitt der lösbaren Schnappverbindung gehalten wird, so dass der zweite Lichtbogen-Kontakt am ersten Lichtbogen-Kontakt gehalten bleibt, während das erste Rückholsystem vorgespannt wird. Beim Übertritt der ersten Kontaktgruppe in einen an den ersten Positionsbereich anschliessenden zweiten Positionsbereich ist die Vorspannkraft des Rückholsystems grösser als eine in Richtung der Trennachse wirkende, vordefinierbare Haltekraft der lösbaren Schnappverbindung, so dass der zweite Lichtbogen-Kontakt vom zweiten Rückholsystem in Öffnungsrichtung zurückgeholt wird, so dass die zweite Kontaktgruppe von der ersten Kontaktgruppe elektrisch getrennt wird.
  • Mit einem Trenner nach einer der vorgängig genannten Ausführungsform lässt sich eine Schaltanlage erstellen, welche den Bedürfnissen eines Benutzers der Schaltanlage nach höheren Ratings entspricht. Dabei handelt es sich bei der Schaltanlage um eine luftisolierte Schaltanlage, eine gasisolierte Schaltanlage, oder um eine Mischung aus einer luftisolierten Schaltanlage und einer gasisolierten Schaltanlage.
  • Die bezüglich des Trenners genannten Vorteile sind dementsprechend auf die Schaltanlage, welche mit einem erfindungsgemässen Trenner versehen ist, übertragbar.
  • Hinsichtlich des Trennverfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Öffnen eines elektrischen Trenners dadurch gelöst, dass es zumindest die folgenden Schritte aufweist:
    1. a) Bereitstellen eines Hochspannungs-Trenners mit einer ersten Kontaktgruppe, wobei die ersten Kontaktgruppe einen ersten Nominalkontakt und einen ersten Lichtbogen-Kontakt umfasst,
      sowie einer zweiten Kontaktgruppe, wobei die zweite Kontaktgruppe einen zweiten Nominalkontakt und einen zweiten Lichtbogen-Kontakt umfasst,
      wobei zum Öffnen des Trenners die erste Kontaktgruppe von der zweiten Kontaktgruppe entlang einer Trennachse derart wegbewegbar ist, dass ein sich vom ersten Nominal-Kontakt zum zweiten Nominal-Kontakt erstreckender Nominalstrompfad an einer Nominal-Kontakt-Trennstelle unterbrechbar, sowie einen Unterbrechungs-Strompfad, der an einer Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle unterbrechbar sind;
    2. b) Bewegen einer Kontaktgruppe in Öffnungsrichtung entlang der Trennachse, bis ein über den ersten Nominal-Kontakt und den zweiten Nominal-Kontakt führender Nominalstrompfad unterbrochen wird;
    3. c) Erzeugen eines elektrischen Lichtbogens zwischen der ersten Kontaktgruppe und der zweiten Kontaktgruppe an der Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle;
    4. d) Kommutieren des Nominalstrompfades auf den Unterbrechungs-Strompfad;
    5. e) Erzeugen eines magnetischen Druckes auf den Lichtbogen dadurch, dass der Unterbrechungs-Strompfad einen Strompfadabschnitt aufweist, der sich quer zur Trennachse erstreckt und eine S-Form aufweist,
      wobei der S-förmige Strompfadabschnitt in Serie einen ersten Streckenabschnitt, einen daran anschliessenden zweiten Streckenabschnitt und einen daran anschliessenden dritten Streckenabschnitt aufweist, so dass im Betrieb des Trenners eine Stromflussrichtung im ersten Streckenabschnitt und im zweiten Streckenabschnitt gegenläufig ist,
      und wobei im Betrieb des Trenners eine Stromflussrichtung im zweiten Streckenabschnitt und im dritten Streckenabschnitt gegenläufig ist,
      und wobei der erste Streckenabschnitt und der zweite Streckenabschnitt einen ersten Bauch des S-förmigen Strompfadabschnitts begrenzen, und wobei der zweite Streckenabschnitt und der dritte Streckenabschnitt einen zweiten Bauch des S-förmigen Strompfadabschnitts begrenzen, wobei der erste Bauch von seiner Fläche her grösser als der zweite Bauch ist, so dass eine erste Magnetfeldkraft und ein ihr zugeordneter erster magnetischer Druck aufgrund des ersten Bauches kleiner als eine zweite Magnetfeldkraft und ein ihr zugeordneter zweiter magnetischer Druck aufgrund des zweiten Bauches ist,
      und wobei die Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle auf der S-Form im Bereich des zweiten Bauches angeordnet ist;
    6. f) Abdrängen des Lichtbogens mit der zweiten Magnetfeldkraft in eine vordefinierbare Abbrandzone.
  • Der Begriff "Bewegen einer Kontaktgruppe" im Schritt b) umfasst dabei eine Bewegung von der ersten Kontaktgruppe, der zweiten Kontaktgruppe, als auch beiden Kontaktgruppen zusammen.
  • Der magnetische Druck auf den Lichtbogen kann unmittelbar nach dem Unterbrechen des Nominalstrompfades erfolgen. Der magnetische Druck übt seine Wirkung während der Schritte c) und d) auf den Lichtbogen aus.
  • Wenn in der oben genannten Basisausführung des Trenners der erste Lichtbogen-Kontakt vollständig im ersten Nominal-Kontakt integriert, so dass ein und dasselbe Bauteil sowohl als erster Nominal-Kontakt als auch als erster Lichtbogen-Kontakt einsetzbar ist, dann wird beim Öffnen der Lichtbogen zwischen dem ersten Nominal-Kontakt und dem zweiten Nominal-Kontakt erzeugt, so dass der Nominalstrompfad sozusagen aufrechterhalten wird. Erst dann unterstützt der magnetische Druck mit der zweiten Magnetfeldkraft eine Kommutierung des Nominalstrompfades auf das Abbrandsystem mit dem Unterbrechungs-Strompfad, welcher letztlich vom ersten Nominal-Kontakt über den Lichtbogen auf den zweiten Lichtbogen-Kontakt führt. Falls der Trenners einen ersten Lichtbogen-Kontakt aufweist, welcher distal räumlich separat vom ersten Nominal-Kontakt angeordnet ist, so kommutiert der über den ersten und zweiten Nominal-Kontakt führende Nominalstrompfad bereits nach dem Unterbrechen des Nominalstrompfad auf den ersten Lichtbogen-Kontakt und den zweiten Lichtbogen-Kontakt, ohne dass dabei bereits ein Lichtbogen erzeugt wird. In diesem Fall wird der Lichtbogen erstmals im Unterbrechungs-Strompfad gebildet und der magnetische Druck mit der zweiten Magnetfeldkraft dient ausschliesslich dem Zweck, den Lichtbogen in die vordefinierbare, geeignete Abbrandzone zu verschieben.
  • An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass sich die in Bezug auf den Trenner genannten Vorteile entsprechend auch auf das Trennverfahren übertragen lassen.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Nachfolgend werden mehrere Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung detailliert erläutert. Hierbei zeigt rein schematisch:
    • Fig. 1
    zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemässen Trenners im Längsschnitt entlang einer Trennachse, wobei der Trenner geschlossen ist;
    Fig. 2
    zeigt eine Ausschnittvergrösserung der Figur 1, wobei der Trenner in einer ersten Öffnungsstellung ist;
    Fig. 3
    zeigt einen Nominalstrompfad des Trenners nach Fig.1 in der Öffnungsstellung gemäss Figur 2;
    Fig. 4
    zeigt den Nominalstrompfad des Trenners nach Fig.1 in einer zweiten Öffnungsstellung, wo der mechanische Kontakt zwischen einer ersten Kontaktgruppe und einer zweiten Kontaktgruppe unterbrochen ist;
    Fig. 5
    zeigt ausschliesslich den Nominalstrompfad der Situation in Figur 4;
    Fig. 6
    zeigt den Nominalstrompfad des Trenners nach Fig.1 in einer dritten Öffnungsstellung;
    Fig. 7
    zeigt den Nominalstrompfad des Trenners nach Fig.1 in einer vierten Öffnungsstellung;
    Fig. 8
    zeigt einen Nominalstrompfad des Trenners nach Fig.1 in der Öffnungsstellung gemäss Figur 7;
    Fig. 9
    zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemässen Trenners im Längsschnitt entlang einer Trennachse, wobei der Trenner geschlossen ist;
    Fig. 10
    zeigt den Trenner nach Fig. 9, wobei der Trenner in einer zweiten Öffnungsstellung ist;
    Fig. 11
    zeigt den Trenner nach Fig. 9, wobei der Trenner in einer dritten Öffnungsstellung ist;
    Fig. 12
    zeigt eine Ausschnittvergrösserung der Figur 9, wobei der Trenner geschlossen ist;
    Fig. 13
    zeigt eine Ausschnittvergrösserung ähnlich der Figur 12, wobei der Trenner in einer ersten Öffnungsstellung ist;
    Fig. 14
    zeigt eine Ausschnittvergrösserung ähnlich der Figur 12, wobei der Trenner in der zweiten Öffnungsstellung ist;
    Fig. 15
    zeigt eine Ausschnittvergrösserung ähnlich der Figur 12, wobei der Trenner in der dritten Öffnungsstellung ist;
    Fig. 16
    zeigt den Nominalstrompfad des Trenners nach Fig.15, wo der mechanische Kontakt zwischen einer ersten Kontaktgruppe und einer zweiten Kontaktgruppe unterbrochen ist;
    Fig. 17
    zeigt ausschliesslich den Nominalstrompfad der Situation in Figur 16;
    Fig. 18
    zeigt eine Ausschnittvergrösserung ähnlich der Figur 12, wobei der Trenner in einer vierten Öffnungsstellung ist;
    Fig. 19
    zeigt eine Ausschnittvergrösserung ähnlich der Figur 12, wobei der Trenner in einer fünften Öffnungsstellung ist;
    Fig. 20
    zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Trenners im Längsschnitt entlang einer Trennachse, wobei der Trenner geschlossen ist;
    Fig. 21
    zeigt den Trenner nach Fig. 20, wobei der Trenner in einer ersten Öffnungsstellung ist;
    Fig. 22
    zeigt den Trenner nach Fig. 20, wobei der Trenner in einer zweiten Öffnungsstellung ist; und
    Fig. 23
    zeigt einen Ausschnitt der dritten Ausführungsform des erfindungsgemässen Trenners im Längsschnitt entlang der Trennachse, wobei der Trenner in der zweiten Öffnungsstellung ist.
  • Identische oder zumindest gleich wirkende Elemente wurden dabei mit identischen Bezugszeichen versehen.
    • Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Die Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Hochspannungs-Trenners 1 eines ersten Typs. Der Trenner 1 ist als gasisolierter Trenner ausgebildet und weist daher ein metallgekapseltes Gehäuse 2 zur Begrenzung eines Gasraums 3 für ein in ihn einfüllbares Isoliergas auf. Als Isoliergas kann bevorzugt ein Fluorketon, ein Schwefelhexafluorid oder ein anderes Gas oder eine Gasmischung eingesetzt werden. Ein Beispiel für ein geeignetes Isoliergas mit Fluorketon findet sich etwa in der WO 2012/142346 A1 .
  • Der Trenner 1 weist eine erste Kontaktgruppe 4 mit einem hülsenförmigen ersten Nominal-Kontakt 5 auf. Ein ebenfalls hülsenförmiger erster Lichtbogen-Kontakt 6 ist derart in den ersten Nominal-Kontakt 5 integriert, dass der erste Nominal-Kontakt 5 und der erste Lichtbogen-Kontakt 6 ein einziges Bauteil ist, welches sowohl als erster Lichtbogen-Kontakt 6, als auch als erster Nominal-Kontakt 5 dient. Für die Beschreibung des Hochspannungs-Trenners 1 eines ersten Typs werden nachfolgend die Bezeichnungen "erster Nominal-Kontakt" und "erster Lichtbogen-Kontakt 6" je nach der gerade erklärten Verwendung bezeichnet.
  • Der Trenner 1 weist weiter eine zweite Kontaktgruppe 7 mit einem zweiten Nominal-Kontakt 8 und einem zweiten Lichtbogen-Kontakt 9 auf.
  • Zum Öffnen des Trenners 1 ist die erste Kontaktgruppe 4 von der zweiten Kontaktgruppe 7 entlang einer Trennachse 11 derart wegbewegbar ist, dass ein sich vom ersten Nominal-Kontakt 5 zum zweiten Nominal-Kontakt 8 erstreckender Nominalstrompfad 12 an einer Nominal-Kontakt-Trennstelle 13 und ein sich von der ersten Kontaktgruppe zur zweiten Kontaktgruppe erstreckender Unterbrechungs-Strompfad 14 an einer Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle 15 unterbrechbar sind (siehe in Zusammenschau mit Fig. 2 bis 4).
  • Wie aus der Fig.1 hervorgeht, ist der Trenner 1 in der Schaltstellung "geschlossen" dargestellt, in welcher ein Nominalzuleiter 15 elektrisch mit zwei sich gegenüberliegenden Nominalabzweigleitern 16 verbunden und elektrisch gegen das Gehäuse mit Scheibenisolatoren 17 abgestützt ist. Wie aus Fig.1 weiter hervorgeht, ist der Trenner 1 als kombinierter Trenner / Erder ausgeführt und weist dazu einen mit dem Gehäuse 2 leitend verbundenen Erdkontakt 18 auf. Die zwei Nominalabzweigleiter 16 sind mit einem Führungskörper 20 verbunden, welcher die erste Kontaktgruppe 4 hält und in Richtung der Trennachse 11 führt, so dass beim Einfahren des ersten Nominal-Kontaktes 4 in den Erdkontakt 18 die zwei Nominalabzweigleitern 16 elektrisch auf Erdpotential gesetzt werden können.
  • Zum Öffnen des Trenners 1 ist die erste Kontaktgruppe 4 von der zweiten Kontaktgruppe 7 entlang der Trennachse 11 über einen (nicht vollständig dargestellten) Antrieb 21 mittels einer Spindel-Mutterkombination linear bewegbar.
  • Die Figur 2 zeigt eine Ausschnittvergrösserung des gestrichelt dargestellten Vierecks in der Figur 1, wobei der Trenner in einer ersten Öffnungsstellung ist. In Zusammenschau mit Figur 3 geht hervor, dass der erste Nominal-Kontakt 5 in dieser ersten Öffnungsstellung den zweiten Nominal-Kontakt 8 über eine am zweiten Nominalkontakt 8 gehaltene Spiralkontaktfeder 22 mechanisch berührt, so dass der Nominalstrompfad 12 von der zweiten Kontaktgruppe 7 über den zweiten Nominal-Kontakt 8, die dem zweiten Nominal-Kontakt 8 zugeordnete Spiralkontaktfeder 22 und den ersten Nominal-Kontakt 5 mit der ersten Kontaktgruppe ohne Lichtbogen in elektrischer Verbindung steht. Der erste Lichtbogen-Kontakt 6 bzw. der erste Nominal-Kontakt 5 ist zumindest an seiner der zweiten Kontaktgruppe 7 zugewandten ersten Ende hülsenförmig ausgebildet.
  • Aus den Figuren 2 und 3 geht hervor, dass der Nominalstrompfad 12 einen Strompfadabschnitt aufweist, der sich quer zur Trennachse 11 erstreckt und dass der Strompfadabschnitt eine S-Form aufweist. Nachfolgend wird auch die spiegelverkehrte S-Form vereinfachend "S-Form" genannt.
  • In der in Figur 4 dargestellten zweiten Öffnungsstellung ist der erste Nominal-Kontakt 5 in einer Öffnungsrichtung 24 (hier nach links) bereits etwas weiter geschoben worden, als in der ersten Öffnungsstellung. Der mechanische Kontakt zwischen der ersten Kontaktgruppe 4 und der zweiten Kontaktgruppe 7 wurde unterbrochen, indem der erste Nominal-Kontakt 5 die Spiralkontaktfeder 22 verlassen hat. In der Folge wird der Strompfad beim ersten Typ des Trenners von nun an nicht mehr Nominalstrompfad 12 genannt, sondern Unterbrechungs-Strompfad 14. Aufgrund des hohen Stroms bei bus-transfer current switching Schaltfällen wird im Betrieb des Trenners 1 zwischen dem Nominal-Kontakt 5 und der Spiralkontaktfeder 22 ein Lichtbogen 25 erzeugt, so dass der Unterbrechungs-Strompfad 14 über den zweiten Nominal-Kontakt 8, den Lichtbogen 25 und den ersten Nominal-Kontakt 5 (bzw. den ersten Lichtbogen-Kontakt 6) führt. Für die weitere Erklärung dieser Ausführungsform wird die Spiralkontaktfeder 22 unter dem Begriff zweiter Nominal-Kontakt 8 subsumiert.
  • Aus dem in Fig. 4 vergrössert dargestellten Abschnitt des Trenners 1 geht weiter hervor, dass der Unterbrechungs-Strompfad 14 einen Strompfadabschnitt 23 aufweist, der sich quer zur Trennachse erstreckt und dass der Strompfadabschnitt eine S-Form aufweist, welche durch ihre Form eine quer, das heisst schräg zur Trennachse 11 verlaufende Hochachse 26 definiert.
  • Die Figur 5 zeigt ausschliesslich den unterbrochenen Nominalstrompfad bzw. den Abbrandstrompfad 14 in der Kontaktanordnung des Trenners 1 in der Öffnungsstellung gemäss Figur 4. Nach dem gedanklichen Entfernen der Trennerbauteile zeigt der Abbrandstrompfad 14 nun deutlich den S-förmigen Strompfadabschnitt 23. Zum besseren Verständnis wird dieser Strompfadabschnitt 23 nun gedanklich in drei Teile geteilt. Der S-förmige Strompfadabschnitt 23 weist in Serie einen ersten Streckenabschnitt 27, einen daran anschliessenden zweiten Streckenabschnitt 28 und einen daran anschliessenden dritten Streckenabschnitt 29 auf. Die drei Streckenabschnitte 27, 28, 29 sind derart angeordnet, dass im Betrieb des Trenners 1 eine Stromflussrichtung (siehe Pfeil von Abbrandstrompfad 14) im ersten Streckenabschnitt 27 und im zweiten Streckenabschnitt 28 gegenläufig ist. In der Figur sind Beginn und Ende der Streckenabschnitte 27, 28, 29 mit einem Querstrich auf dem S-förmigen Strompfadabschnitt 23 dargestellt. Die Stromflussrichtung ist im zweiten Streckenabschnitt 28 ebenfalls gegenläufig zur Stromflussrichtung im dritten Streckenabschnitt 29.
  • Bildlich gesprochen begrenzen der erste Streckenabschnitt 27 und der zweiten Streckenabschnitt 28 einen ersten Bauch 30 des S-förmigen Strompfadabschnitts 23, während der zweite Streckenabschnitt 28 und der dritte Streckenabschnitt 29 einen zweiten Bauch 31 des S-förmigen Strompfadabschnitts 23 begrenzen. Dabei berührt der erste Streckenabschnitt 27 den zweiten Streckenabschnitt 28 etwa beim äusserten, konvexen Punkt des ersten Bauches 30. Der erste Bauch 30 des S-förmigen Strompfadabschnitts 23 ist am ersten Ende des ersten Lichtbogen-Kontakts 6 angeordnet und der zweiten Kontaktgruppe 7 zugewandt.
  • Anhand der Hochachse 26 lässt sich eine maximale Tiefe 32 des ersten Bauches 30 in etwa bestimmen, welche Tiefe 32 etwa rechtwinklig zur Hochachse 26 angeordnet ist. In Richtung der Hochachse 26 weist der erste Bauch 30 eine erste Höhe 36 auf, während der zweite Bauch eine zweite Höhe 37 aufweist. Die Tiefe 32 des ersten Bauches ist dabei betragsmässig deutlich grösser, als eine die Länge des Lichtbogens zwischen dem ersten Lichtbogen-Kontakt und dem zweiten Lichtbogen-Kontakt in diesem Betriebszustand bzw. dieser Öffnungsstellung.
  • Da die erste Höhe 36 betragsmässig grösser ist, als die zweite Höhe 37, ist der erste Bauch 30 von seiner Fläche (im dotted-grid-Muster dargestellt) her grösser als der zweite Bauch 31 mit seiner kleineren Fläche (im dashed upward diagonal-Muster dargestellt). Bei dieser Ausführungsform beträgt ein Verhältnis von der Höhe 36 des ersten Bauches zur Höhe 37 des zweiten Bauches betragsmässig etwa 1.5 : 1. Die Höhe 36 des ersten Bauches ist betragsmässig grösser, als die Tiefe 32 des ersten Bauches.
  • Wie aus Fig. 5 weiter hervorgeht bedeutet die grössere Fläche im ersten Bauch 30, dass eine Feldliniendichte der Magnetfeldlinien des Abbrandstrompfades 14 hier geringer ist, als eine Feldliniendichte der Magnetfeldlinien des Abbrandstrompfades 14 in der kleineren Fläche im kleineren zweiten Bauch 31. Die Magnetfeldrichtung des Abbrandstrompfades 14 wurde gemäss der bekannten Daumenregel entsprechend mit einem Kreuz oder einem Punkt in einem Kringel dargestellt. Aufgrund der gegenläufigen Stromrichtung an den Bäuchen 30, 31 kumulieren sich die Feldlinien, welche in dieselbe Richtung zeigen. Dies wurde im ersten Bauch 30 mit wenigen, eingekringelten Punkten und im zweiten Bauch 31 mit verhältnismässig vielen eingekringelten Kreuzen darzustellen versucht.
  • Eine erste Magnetfeldkraft 32 aufgrund der wenigen eingekringelten Punkte pro Fläche und ein ihr zugeordneter erster magnetischer Druck ist wegen des flächenmässig grösseren ersten Bauches 30 kleiner als eine zweite Magnetfeldkraft 33 aufgrund der vielen eingekringelten Kreuze pro Fläche und ein ihr zugeordneter zweiter magnetischer Druck aufgrund des flächenmässig kleineren zweiten Bauches 31.
  • Eine Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle 34 ist auf der S-Form des Strompfadabschnitts 23 im vorderen Bereich des zweiten Bauches 31 angeordnet, etwa beim äusserten, konvexen Punkt des zweiten Bauches 31.
  • Diese Beschreibung der Magnetfeldkrafterzeugung trifft entsprechend auf alle in dieser Schrift genannten Ausführungsformen von Trennern zu, welche zumindest im Unterbrechungs-Strompfad 14 einen S-förmigen Strompfadabschnitt 23 aufweisen.
  • In der in Figur 6 dargestellten dritten Öffnungsstellung ist der erste Nominal-Kontakt 5 in Öffnungsrichtung 24 bereits etwas weiter geschoben worden, als in der zweiten Öffnungsstellung. Der Lichtbogen 25 erstreckt sich vom ersten Lichtbogen-Kontakt 6 jedoch immer noch zum zweiten Nominal-Kontakt 8.
  • In der in Figur 7 dargestellten vierten Öffnungsstellung ist der erste Nominal-Kontakt 5 bzw. der erste Lichtbogen-Kontakt 6 in Öffnungsrichtung 24 noch etwas weiter geschoben worden, als in der dritten Öffnungsstellung. Dabei kommutierte der Unterbrechungs-Strompfad 14 von seiner Position, wo sich vorher auch der Nominalstrompfad 12 befunden hat, in seine Endposition, die über den zweiten Lichtbogen-Kontakt 9 führt. Die zweite Magnetfeldkraft 33 unterstützte dabei die Kommutierung auf den zweiten Lichtbogen-Kontakt 9, indem sie einen magnetische Druck auf den Lichtbogen 23 ausübte, der den Lichtbogen ebenfalls in Richtung der Öffnungsrichtung 24 abdrängte.
  • Im zweiten Streckenabschnitt 28 des Strompfadabschnitts 23 ist ein Abbrandelement 35 angeordnet, um den Materialabtrag vom ersten Lichtbogen-Kontakt 6 möglichst gering halten zu können.
  • Aus dem in Figur 8 vergrössert dargestellten Ausschnitt des Trenners 1 geht weiter hervor, dass der Unterbrechungs-Strompfad 14 nun von der zweiten Kontaktgruppe 7 über den an seinem der ersten Kontaktgruppe zugewandten Ende scheibenförmig ausgeführten zweiten Lichtbogen-Kontakt 9, den Lichtbogen 25 und den ersten Lichtbogen-Kontakt 6 zur ersten Kontaktgruppe 4. Beim weiteren Öffnen des Trenners 1 wird der zu überbrückende elektrische Widerstand des Isoliergases schliesslich so gross, dass der Lichtbogen 25 erlischt, so dass die zweite Kontaktgruppe 7 von der ersten Kontaktgruppe 4 elektrisch getrennt wird.
  • einen Strompfadabschnitt 23 aufweist, der sich quer zur Trennachse erstreckt und dass der Strompfadabschnitt eine S-Form aufweist, welche durch ihre Form eine quer, das heisst schräg zur Trennachse 11 verlaufende Hochachse 26 definiert.
  • Die Figur 9 zeigt eine obere Hälfte einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Trenners 10 des ersten Typs im Längsschnitt entlang einer Trennachse 11. Die erste Kontaktgruppe 4 und die zweite Kontaktgruppe 7 sind wiederum mittels eines Isoliergases in einem metallgekapselten Gehäuse 2 angeordnet und der Trenner 10 ist in seiner geschlossenen Stellung gezeigt, in welcher der erste Nominal-Kontakt 5 mit dem zweiten Nominal-Kontakt 8 elektrisch und mechanisch in Verbindung steht. Nachfolgend wird lediglich auf Unterschiede der zweiten Ausführungsform des Trenners 10 zur ersten Ausführungsform des vorgehend beschriebenen Trenners 1 eingegangen.
  • Im Unterschied zur ersten Ausführungsform des Trenners 1 ist der zweite Lichtbogen-Kontakt 9 nun nicht mehr fix relativ zum zweiten Nominal-Kontakt 8 angeordnet, sondern in Richtung der Trennachse 11 beweglich gelagert. Elektrisch ist der zweite Lichtbogen-Kontakt 9 nach wie vor mit dem zweiten Nominal-Kontakt 8 verbunden. Die zweite Kontaktgruppe 7 weist nun ein zweites Rückholsystem 40 auf, welches endseitig mit dem zweiten Lichtbogen-Kontakt 9 verbunden ist, und auf seiner anderen gegenüber dem Gehäuse stationär fixiert ist.
  • Sowohl der erste Nominal-Kontakt 5, als auch der zweite Nominal-Kontakt 8 und der zweite Lichtbogen-Kontakt 9 sind zumindest abschnittsweise hülsenförmig.
  • Der der erste Nominal-Kontakt 5 (bzw. der erste Lichtbogen-Kontakt 6) weist an seinem der zweiten Kontaktgruppe 7 zugewandten Ende ein radial nach innen gerichtetes Haltemittel 41 auf, welches in dieser Schaltstellung vollständig in ein dem zweiten Lichtbogen-Kontakt zugeordnetes Gegenhaltemittel 42 eingreift und mit diesem eine lösbare Schnappverbindung 43 bildet.
  • In der in Figur 10 dargestellten zweiten Öffnungsstellung ist der erste Nominal-Kontakt 5 in einer Öffnungsrichtung 24 (hier nach links) bereits etwas weiter geschoben worden, als in der ersten Öffnungsstellung. Die Figur 10 zeigt den Trenner 10 bereits in der zweiten Öffnungsstellung, wobei das Gehäuse 2 in der Fig. 10 weggelassen worden ist. Die erste Öffnungsstellung wird anhand der Fig. 13 erläutert werden. Zurückkommend auf Fig. 10 ist festzustellen, dass die erste Kontaktgruppe 4 nach wie vor ohne Lichtbogenbildung über die Schnappverbindung 43 und den zweiten Lichtbogen-Kontakt 9 mit der zweiten Kontaktgruppe 7 verbunden ist.
  • Beim Öffnen des Trenners 10 wurde die erste Kontaktgruppe 4 innerhalb eines ersten Positionsbereichs 44 der ersten Kontaktgruppe 4 relativ zum zweiten Nominal-Kontakt 8 und zur Trennachse 11 in Öffnungsrichtung 24 verschoben. Aufgrund der komplementär geformten Geometrie des Haltemittels 41 und des Gegenhaltemittels 42 entsteht eine radial zur Trennachse 11 wirkende Haftkraft/Haftwirkung. Diese Haftkraft ist dabei so festgelegt, dass der zweite Lichtbogen-Kontakt 9 innerhalb des ersten Positionsbereichs 44 über die Schnappverbindung 43 am ersten Nominal-Kontakt 5 gehalten bleibt. Durch die Verschiebung des zweiten Lichtbogen-Kontakts 9 wird das als Feder ausgestaltete, zweite Rückholsystem 40 vorgespannt, so dass dieses eine Vorspannkraft aufbaut.
  • In der Figur 11 wurde der erste Nominal-Kontakt 5 in einer Öffnungsrichtung 24 (hier nach links) noch etwas weiter geschoben worden, als in der in Fig. 10 gezeigten Öffnungsstellung, wobei das Gehäuse 2 in der Fig. 11 weggelassen worden ist. Dabei wurde ein vordefinierter Schwellwert der Haftwirkung der Schnappverbindung 43 in Richtung der Trennachse 11 beim Übertritt der ersten Kontaktgruppe 4 bzw. des ersten Nominal-Kontakts 5 in einen an den ersten Positionsbereich 44 anschliessenden zweiten Positionsbereich 45 überschritten. Bei diesem Überschreiten wurde der mechanische Kontakt zwischen der ersten Kontaktgruppe 4 und der zweiten Kontaktgruppe 7 unterbrochen, indem die ausrastbare Schnappverbindung ausgerastet hat, so dass der erste Nominal-Kontakt 5 vom zweiten Nominal-Kontakt 8 getrennt wurde. In der Folge wird der Strompfad des Trenners 10 von nun an nicht mehr Nominalstrompfad genannt, sondern Unterbrechungs-Strompfad 14.
  • Beim Übertritt in den zweiten Positionsbereich 45 wird der zweite Lichtbogen-Kontakt 9 vom zweiten Rückholsystem 40 entgegen der Öffnungsrichtung 24 rückgeholt wird, so dass die zweite Kontaktgruppe 7 von der ersten Kontaktgruppe 4 elektrisch getrennt wird.
  • Auf die gestrichelt dargestellten Ausschnitte in den Figuren 9-11 wird anhand der Figuren 12-15 nachfolgend noch detailliert eingegangen.
  • In Figur 12 ist eine Ausschnittvergrösserung der Figur 9 der ersten Kontaktgruppe 4 und der zweiten Kontaktgruppe 7 in der vollständig geschlossenen Schalterstellung gezeigt. Der Nominalstrompfad führt vom zweiten Nominal-Kontakt 8 über die Spiralkontaktfeder 22 zum ersten Nominal-Kontakt 5.
  • In den Figuren 13-15 wurde die gestrichelte Grenze des Ausschnittes im Stil analog zu Fig.12 nicht mehr dargestellt.
  • In der Figur 13 wurde der erste Nominal-Kontakt 5 in einer Öffnungsrichtung 24 (hier nach links) in eine erste Öffnungsstellung geschoben worden. Der mechanische Kontakt vom ersten Nominal-Kontakt 5 zum zweiten Nominal-Kontakt 8 über die Spiralkontaktfeder 22 wurde unterbrochen, worauf der Strom vom Nominalstrompfad auf den über den zweiten Lichtbogen-Kontakt 9 führenden Unterbrechungs-Strompfad kommutierte.
  • Der zweite Lichtbogen-Kontakt 9 weist in einem Abschnitt, welcher den im dritten Streckenabschnitt 29 bildet, mindestens ein radial zur Trennachse 11 bewegbares erstes Federelement 46 aufweist. In Wirklichkeit weist ist hülsenförmige zweite Lichtbogen-Kontakt 9 in Richtung der Trennachse 11 mehrfach geschlitzt, so dass seine spannzangenartigen Finger eine Vielzahl von auf seinem Umfang angeordneten ersten Federelemente 46 aufweist.
  • In der Figur 14 wurde der erste Nominal-Kontakt 5 in Öffnungsrichtung 24 noch etwas weiter in die zweite Öffnungsstellung geschoben. Die Federelemente 46 sind so gestaltet, dass deren radial zur Trennachse 11 bewegliche Finger den zweiten Streckenabschnitt 28 des S-förmigen Strompfadabschnitts 23 am Vorbeifahren in Öffnungsrichtung 24 hindern, indem sie ihm einen mechanischen Widerstand entgegensetzen. Aus diesem Grund bildet das im Längsquerschnitt gesehen hügelförmige Federelement 46 das Gegenhaltemittel 42 und der konvexe zweite Streckenabschnitt 28 das Haltemittel 41 der Schnappverbindung 43. Bei diesem Trenner 10 ist der dritte Streckenabschnitt 29 am zweiten Lichtbogen-Kontakt 9 angeordnet und der erste Streckenabschnitt 27 sowie der zweite Streckenabschnitt 28 sind am ersten Lichtbogen-Kontakt 6 angeordnet.
  • Aufgrund der komplementär geformten Geometrie des Haltemittels 41 und des Gegenhaltemittels 42 entsteht eine radial zur Trennachse 11 wirkende Haftkraft/Haftwirkung. Durch die Verschiebung des zweiten Lichtbogen-Kontakt 9 wird das zweite Rückholsystem 40 vorgespannt, so dass dieses eine Vorspannkraft aufbaut. In der in Fig. 14 gezeigten Öffnungsstellung befindet sich der erste Nominal-Kontakt 5 noch innerhalb des ersten Positionsbereichs.
  • In der Figur 15 wurde der erste Nominal-Kontakt 5 in Öffnungsrichtung 24 noch etwas weiter in die dritte Öffnungsstellung geschoben. Die von den als Gegenhaltemittel 42 eingesetzten Federelemente 46 maximal aufbringbare Haftkraft wurde beim Übertritt in den zweiten Positionsbereich überschritten. Daraufhin federten die Federelemente 46 radial nach innen in Richtung der Trennachse, so dass der nun als erster Lichtbogen-Kontakt 6 wirkende erste Nominal-Kontakt am hügelförmigen Federelement 46 in Öffnungsrichtung 24 vorbeiziehen konnte. In Fig. 15 ist das zweite Rückholsystem 40 maximal vorgespannt, kurz vor der Rückholung in seine Ausgangsposition gezeigt.
  • Sobald sich der erste Lichtbogen-Kontakt 6 und der zweite Lichtbogen-Kontakt 9 nicht mehr berührten, bildete sich ein Lichtbogen 25 zwischen dem zweiten Streckenabschnitt 28 und dem dritten Streckenabschnitt 29 des dritten Federelements 46.
  • Die Figur 16 zeigt den Nominalstrompfad des Trenners nach Fig.15, wo der mechanische Kontakt zwischen der ersten Kontaktgruppe und der zweiten Kontaktgruppe unterbrochen ist, so dass sich der Lichtbogen 25 an der anhand Fig. 15 beschriebenen Stelle gebildet hat. Dabei hat der Lichtbogen 25 einen Fusspunkt auf einer Flanke des Federelements 46, welche Flanke einem weiteren Abbrandelement 47 zugewandt ist. Jenes weitere Abbrandelement 47 ist an einem der ersten Kontaktgruppe 4 zugewandten Ende des zweiten Lichtbogen-Kontakts 9 angeordnet und der ersten Kontaktgruppe 4 zugewandt. Der Anders ausgedrückt hat der Lichtbogen 25 seinen Fusspunkt bei dessen Entstehung im Betrieb des Trenners auf dem Federelement 46, dessen Flanke ebenfalls noch einer Abbrandzone des Lichtbogens zugeordnet wird.
  • Zur besseren Erkennbarkeit des Unterbrechungs-Strompfades 14, des ersten Bauches 30 und des zweiten Bauches 31 des S-förmigen Strompfadabschnitts 23, sowie der daraus entstandenen ersten Magnetfeldkraft 32 und der zweiten Magnetfeldkraft 33 sind diese Elemente in der in Fig. 15 gezeigten Öffnungsstellung des Trenners 10 in Figur 17 nochmals grafisch illustriert dargestellt. Die Fig. 17 dient im Weiteren auch zum Verständnis der Ausführungen im Zusammenhang mit Fig. 14. In der in den Fig. 15-17 gezeigten Öffnungsstellung des Trenners 10 ist die zweite Magnetfeldkraft 33 maximal und übt daher auf den Lichtbogen 25 einen grösseren magnetischen Druck aus, als in der in Fig. 18 gezeigten Öffnungsstellung.
  • In der Figur 18 wurde der erste Lichtbogen-Kontakt 6 mit dem ersten Nominal-Kontakt 5 noch etwas weiter in Öffnungsrichtung 24 in die vierte Öffnungsstellung geschoben, während das zweite Rückholsystem 40 den zweiten Lichtbogen-Kontakt 9 bereits etwas entgegen der Öffnungsrichtung gegen seine Ausgangsposition zurückgezogen hat. Der Lichtbogen 25 hat nicht zuletzt aufgrund des magnetischen Druckes durch die zweiten Magnetfeldkraft 33 seinen Fusspunkt vom ersten Federelement 46 zum weiteren Abbrandelement 47 hin verlagert.
  • In der in Figur 19 gezeigten Stellung wurde der erste Lichtbogen-Kontakt 6 mit dem ersten Nominal-Kontakt 5 noch etwas weiter in Öffnungsrichtung 24 in die fünfte Öffnungsstellung geschoben. Dabei wurde der zu überbrückende elektrische Widerstand des Isoliergases schliesslich so gross, dass der Lichtbogen 25 erlischt, also unterbrochen wird (dargestellt in Fig.19 mit einem Kreuz), so dass die zweite Kontaktgruppe 7 von der ersten Kontaktgruppe 4 elektrisch vollständig getrennt wird.
  • Im Stile der in den Fig. 12-15 dargestellten Ausführungsform eines zweiten Trenners 10 zeigen die Fig. 20-22 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemässen Trenners 100. Jener Trenner 100 ist nun ein Trenner eines zweiten Typs.
  • Dementsprechend zeigt Figur 20 eine obere Hälfte der dritten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Trenners 100 im Längsschnitt entlang einer Trennachse 11. Die erste Kontaktgruppe 4 und die zweite Kontaktgruppe 7 sind wiederum mittels eines Isoliergases in einem metallgekapselten Gehäuse 2 angeordnet und der Trenner 10 ist in seiner geschlossenen Stellung gezeigt, in welcher der erste Nominal-Kontakt 5 mit dem zweiten Nominal-Kontakt 8 elektrisch und mechanisch in Verbindung steht. Nachfolgend wird lediglich auf Unterschiede der zweiten Ausführungsform des Trenners 100 zur zweiten Ausführungsform des vorgehend beschriebenen Trenners 10 eingegangen.
  • Im Unterschied zur zweiten Ausführungsform des Trenners 10 ist der zweite Lichtbogen-Kontakt 9 nun nicht mehr beweglich, sondern stationär im Trenner 100 angeordnet, so dass im zweite Kontaktgruppe 7 auch kein zweites Rückholsystem 40 mehr erforderlich ist. Stattdessen verfügt nun die erste Kontaktgruppe 4 über ein erstes Rückholsystem 48.
  • Dieser Trenner 100 weist einen ersten Lichtbogen-Kontakt 6 aufweist, welcher distal räumlich separat vom ersten Nominal-Kontakt 5 angeordnet ist, so dass der über den ersten und zweiten Nominal-Kontakt führende Nominalstrompfad beim Öffnen des Trenners 100 bereits nach dem Unterbrechen des Nominalstrompfads auf das Abbrandsystem mit dem ersten Lichtbogen-Kontakt 6 und dem zweiten Lichtbogen-Kontakt 9 auf einen Unterbrechungs-Strompfad kommutiert, ohne dass dabei bereits ein Lichtbogen erzeugt wird. In der verfügt der Trenner 100 über eine Nominal-Kontakt-Trennstelle 13, welche räumlich von der Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle 34 entfernt ist.
  • Sowohl der erste Nominal-Kontakt 5, als auch der zweite Nominal-Kontakt 8 und der zweite Lichtbogen-Kontakt 9 sind zumindest abschnittsweise hülsenförmig. Dabei ist der erste Lichtbogen-Kontakt 6 relativ zum ersten Nominal-Kontakt 5 entlang der Trennachse 11 beweglich angeordnet. Eine Zug-/Druckfeder des ersten Rückholsystems 48 erstreckt sich um den ersten Lichtbogen-Kontakt 6, der an seinem der zweiten Kontaktgruppe 7 zugewandten ersten Ende stiftförmig ausgebildet ist.
  • In der in Fig. 20 gezeigten Position des Trenners 100 ist der erste Lichtbogen-Kontakt 6 mit dem zweiten Lichtbogen-Kontakt 9 mechanisch und elektrisch über eine Schnappverbindung 43 verbunden.
  • In der in Figur 21 dargestellten ersten Öffnungsstellung ist der erste Nominal-Kontakt 5 in einer Öffnungsrichtung 24 (hier nach links) bereits etwas weiter geschoben worden, als in der geschlossenen Stellung von Fig. 20. Aus Fig. 21 geht hervor, dass die erste Kontaktgruppe 4 nach wie vor ohne Lichtbogenbildung über die Schnappverbindung 43 und den zweiten Lichtbogen-Kontakt 9 mit der zweiten Kontaktgruppe 7 verbunden ist, weil der erste Nominal-Kontakt 5 vom zweiten Nominal-Kontakt 8 weggezogen worden ist.
  • Beim Öffnen des Trenners 10 wurde die erste Kontaktgruppe 4 innerhalb eines ersten Positionsbereichs 44 der ersten Kontaktgruppe 4 relativ zum zweiten Nominal-Kontakt 8 und zur Trennachse 11 in Öffnungsrichtung 24 verschoben. Aufgrund der komplementär geformten Geometrie des Haltemittels 41 und des Gegenhaltemittels 42 entsteht wiederum eine radial zur Trennachse 11 wirkende Haftkraft/Haftwirkung. Diese Haftkraft ist dabei so festgelegt, dass der erste Lichtbogen-Kontakt 6 innerhalb des ersten Positionsbereichs 44 über die Schnappverbindung 43 am zweiten Lichtbogen-Kontakt 9 gehalten bleibt. Durch die Verschiebung des ersten Lichtbogen-Kontakts 6 wird das als Feder ausgestaltete, erste Rückholsystem 48 vorgespannt, so dass dieses eine Vorspannkraft aufbaut.
  • In der Figur 22 wurde der erste Nominal-Kontakt 5 in einer Öffnungsrichtung 24 noch etwas weiter geschoben worden, als in der in Fig. 21 gezeigten Öffnungsstellung, wobei das Gehäuse 2 in der Fig. 22 wieder weggelassen worden ist. Dabei wurde ein vordefinierter Schwellwert der Haftwirkung der Schnappverbindung 43 in Richtung der Trennachse 11 beim Übertritt der ersten Kontaktgruppe 4 bzw. des ersten Nominal-Kontakts 5 in einen an den ersten Positionsbereich 44 anschliessenden zweiten Positionsbereich 45 überschritten. Bei diesem Überschreiten wurde der mechanische Kontakt zwischen der ersten Kontaktgruppe 4 und der zweiten Kontaktgruppe 7 unterbrochen, indem die Schnappverbindung 43 ausgerastet hat, so dass der erste Lichtbogen-Kontakt 5 vom zweiten Lichtbogen-Kontakt 9 getrennt wurde.
  • Beim Übertritt in den zweiten Positionsbereich 45 wird der zweite Lichtbogen-Kontakt 9 vom ersten Rückholsystem 48 in der Öffnungsrichtung 24 wiederum ruckartig zurückgezogen, so dass die zweite Kontaktgruppe 7 von der ersten Kontaktgruppe 4 zeitlich innert Sekundenbruchteilen elektrisch getrennt wird.
  • Der Trenner 100 verfügt aufgrund der separierten Nominalstrompfade und Unterbrechungs-Strompfade über eine Nominal-Kontakt-Trennstelle 13, welche räumlich von der Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle 34 entfernt ist.
  • Die Figur 23 ist eine vergrösserte Ansicht des in Fig. 22 gestrichelt dargestellten Ausschnittes, welche nun nicht nur die obere Hälfte der Kontaktanordnung zeigt, sondern die ganze Kontaktanordnung. Zugunsten der besseren Verständlichkeit ist der Unterbrechungs-Strompfad 14 dennoch nur in der oberen Hälfte der Kontaktanordnung gezeigt. Aus der Fig. 23 geht hervor, dass der erste Bauch 30 des S-förmigen Strompfadabschnitts 23 am zweiten Ende des zweiten Lichtbogen-Kontakts 9 angeordnet und der ersten Kontaktgruppe 4 zugewandt ist. Dementsprechend sind der erste Streckenabschnitt 27 sowie der zweite Streckenabschnitt 28 am zweiten Lichtbogen-Kontakt 9 angeordnet, während der dritte Streckenabschnitt 29 am ersten Lichtbogen-Kontakt 6 angeordnet. Der erste Lichtbogen-Kontakt 6 weist mehrere radial zur Trennachse bewegbare zweite Federelemente 49 auf, welche derart geformt sind, dass sie mit dem zweiten Streckenabschnitt 28 des zweiten Lichtbogen-Kontakts 9 eine lösbare Schnappverbindung 43 bilden.
  • In der in Fig. 23 gezeigten Öffnungsstellung befindet sich die erste Kontaktgruppe 4 beziehungsweise der erste Nominal-Kontakt 5 noch innerhalb des ersten Positionsbereichs im Sinn von Fig. 21.
  • Bei dieser Ausführungsform des Trenners 100 wird ein Lichtbogen erstmals im Unterbrechungs-Strompfad gebildet, sobald der mit einem umlaufenden, radial hervorstehenden Ring (der das Gegenhaltemittel 42 bildet), an dem das Haltemittel 41 bildenden, im Längsquerschnitt konvex geformten zweiten Streckenabschnitt 28 gehalten. Bei dieser Ausführungsform des Trenners 100 dient der magnetische Druck mit der zweiten Magnetfeldkraft ausschliesslich dem Zweck, den Lichtbogen in die vordefinierbare Abbrandzone beim radial hervorstehenden Ring hin zu verschieben.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1, 10, 100
    Trenner
    2
    metallgekapseltes Gehäuse
    3
    Gasraum
    4
    erste Kontaktgruppe
    5
    erster Nominal-Kontakt
    6
    erster Lichtbogen-Kontakt
    7
    zweite Kontaktgruppe
    8
    zweiter Nominal-Kontakt
    9
    zweiter Lichtbogen-Kontakt
    11
    Trennachse
    12
    Nominalstrompfad
    13
    Nominal-Kontakt-Trennstelle
    14
    Unterbrechungs-Strompfad
    15
    Nominalzuleiter
    16
    Nominalabzweigleiter
    17
    Scheibenisolatoren
    18
    Erdkontakt
    20
    Führungskörper
    21
    Antrieb
    22
    Spiralkontaktfeder
    23
    Strompfadabschnitt
    24
    Öffnungsrichtung
    25
    Lichtbogen
    26
    Hochachse
    27
    erster Streckenabschnitt
    28
    zweiter Streckenabschnitt
    29
    dritter Streckenabschnitt
    30
    erster Bauch
    31
    zweiter Bauch
    32
    erste Magnetfeldkraft
    33
    zweite Magnetfeldkraft
    34
    Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle
    35
    Abbrandelement
    36
    Höhe des ersten Bauches 30
    37
    Höhe des zweiten Bauches 31
    40
    zweites Rückholsystem
    41
    Haltemittel
    42
    Gegenhaltemittel
    43
    Schnappverbindung
    44
    erster Positionsbereich
    45
    zweiter Positionsbereich
    46
    erstes Federelement
    47
    weiteres Abbrandelement
    48
    erstes Rückholsystem
    49
    zweites Federelement

Claims (14)

  1. Hochspannungs-Trenner (1, 10, 100), umfassend
    eine erste Kontaktgruppe (4) mit einem ersten Nominal-Kontakt (5) und einem ersten Lichtbogen-Kontakt (6), sowie
    eine zweite Kontaktgruppe (7) mit einem zweiten Nominal-Kontakt (8) und einem zweiten Lichtbogen-Kontakt (9),
    wobei zum Öffnen des Trenners die erste Kontaktgruppe (4) von der zweiten Kontaktgruppe (7) entlang einer Trennachse (11) derart wegbewegbar ist, dass ein sich vom ersten Nominal-Kontakt (5) zum zweiten Nominal-Kontakt (8) erstreckender Nominalstrompfad (12) an einer Nominal-Kontakt-Trennstelle (13) und ein sich von der ersten Kontaktgruppe (4) zur zweiten Kontaktgruppe (7) erstreckender Unterbrechungs-Strompfad (14) an einer Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle (34) unterbrechbar sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Unterbrechungs-Strompfad (14) einen Strompfadabschnitt (23) aufweist, der sich quer zur Trennachse (11) erstreckt und dass der Strompfadabschnitt (23) eine S-Form aufweist,
    und wobei der S-förmige Strompfadabschnitt (23) in Serie einen ersten Streckenabschnitt (27), einen daran anschliessenden zweiten Streckenabschnitt (28) und einen daran anschliessenden dritten Streckenabschnitt (29) aufweist, so dass im Betrieb des Trenners eine Stromflussrichtung im ersten Streckenabschnitt (27) und im zweiten Streckenabschnitt (28) gegenläufig ist,
    und so dass die Stromflussrichtung im zweiten Streckenabschnitt (28) gegenläufig zur Stromflussrichtung im dritten Streckenabschnitt (29) ist,
    wobei der erste Streckenabschnitt (27) und der zweiten Streckenabschnitt (28) einen ersten Bauch (30) des S-förmigen Strompfadabschnitts (23) begrenzen, und wobei der zweite Streckenabschnitt (28) und der dritte Streckenabschnitt (29) einen zweiten Bauch (31) des S-förmigen Strompfadabschnitts (23) begrenzen,
    wobei der erste Bauch (30) von seiner Fläche her grösser als der zweite Bauch (31) ist, so dass eine erste Magnetfeldkraft (32) und ein ihr zugeordneter erster magnetischer Druck aufgrund des ersten Bauches (30) kleiner als eine zweite Magnetfeldkraft (33) und ein ihr zugeordneter zweiter magnetischer Druck aufgrund des zweiten Bauches (31) ist,
    und wobei die Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle (34) auf der S-Form im Bereich des zweiten Bauches (31) angeordnet ist, derart dass beim Öffnen des Trenners im Unterbrechungs-Strompfad (14) ein Lichtbogen (25) erzeugbar und vom zweiten magnetischen Druck in eine vordefinierbare Abbrandzone abdrängbar ist.
  2. Trenner (1, 10, 100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich quer zu einer Hochachse (26) des S-förmigen Strompfadabschnitts (23) erstreckende Tiefe (32) des ersten Bauches (30) mindestens so lang ist, wie die Länge des Lichtbogens (25) zwischen dem ersten Lichtbogen-Kontakt (6) und dem zweiten Lichtbogen-Kontakt (9) in diesem Betriebszustand.
  3. Trenner (1, 10, 100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich in Richtung der Hochachse (26) des S-förmigen Strompfadabschnitts (23) erstreckende Höhe (36) des ersten Bauches betragsmässig grösser als die Tiefe (32) des ersten Bauches (30) ist.
  4. Trenner (1, 10, 100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis von der Höhe (36) des ersten Bauches zu einer sich ebenfalls in Richtung der Hochachse (26) des S-förmigen Strompfadabschnitts (23) erstreckenden Höhe (37) des zweiten Bauches betragsmässig mindestens 1.5 : 1 beträgt, vorzugsweise mehr als 2 :1 beträgt.
  5. Trenner (1, 10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontaktgruppe (4) mit einem Antrieb (21) des Trenners relativ zur zweiten Kontaktgruppe (7) bewegbar ist,
    wobei der erste Lichtbogen-Kontakt (6) zumindest an dessen der zweite Kontaktgruppe (7) zugewandten ersten Ende hülsenförmig ausgebildet ist, und
    wobei der erste Bauch (30) des S-förmigen Strompfadabschnitts (23) am ersten Ende des ersten Lichtbogen-Kontakts (6) angeordnet und der zweiten Kontaktgruppe (7) zugewandt ist.
  6. Trenner (1, 10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lichtbogen-Kontakt (6) in den ersten Nominal-Kontakt (5) integriert ist.
  7. Trenner (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Streckenabschnitt (29) am zweiten Lichtbogen-Kontakt (9) angeordnet und der erste Streckenabschnitt (27) sowie der zweite Streckenabschnitt (28) am ersten Lichtbogen-Kontakt (6) angeordnet sind,
    wobei der zweite Lichtbogen-Kontakt (9) im dritten Streckenabschnitt (29) mindestens ein radial zur Trennachse (11) bewegbares erstes Federelement (46) aufweist, welches derart geformt ist, dass es mit dem zweiten Streckenabschnitt (29) des ersten Lichtbogen-Kontakts (9) eine lösbare Schnappverbindung (43) bildet.
  8. Trenner (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Federelement (46) ebenfalls in der Abbrandzone angeordnet und derart geformt ist, dass der zwischen dem ersten Lichtbogen-Kontakt (6) und dem zweiten Lichtbogen-Kontakt (9) erzeugbare Lichtbogen (25) bei dessen Entstehung im Betrieb des Trenners (10) einen Fusspunkt auf dem mindestens einen ersten Federelement (46) hat.
  9. Trenner (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Lichtbogen-Kontakt (9) mit einem zweiten Rückholsystem (40) verbunden ist,
    wobei die lösbare Schnappverbindung (43) derart ausgebildet ist, dass beim Öffnen des Trenners (10) die erste Kontaktgruppe (4) innerhalb eines ersten Positionsbereichs (44) der ersten Kontaktgruppe (4) relativ zum zweiten Nominal-Kontakt (8) und zur Trennachse (11) in einer Öffnungsrichtung (24) bewegbar ist, während der dritte Streckenabschnitt (29) derart am zweiten Streckenabschnitt (28) der lösbaren Schnappverbindung (43) festhaltbar ist, dass der zweite Lichtbogen-Kontakt (9) am ersten Lichtbogen-Kontakt (6) gehalten bleibt, während das zweite Rückholsystem (40) vorgespannt wird und eine Vorspannkraft aufbaut,
    und wobei beim Übertritt der ersten Kontaktgruppe (4) in einen an den ersten Positionsbereich (44) anschliessenden zweiten Positionsbereich (45) die Vorspannkraft des zweiten Rückholsystems (40) grösser ist als eine in Richtung der Trennachse (11) wirkende, vordefinierbare Haltekraft der lösbaren Schnappverbindung (43), so dass der zweite Lichtbogen-Kontakt (9) vom zweiten Rückholsystem (40) entgegen der Öffnungsrichtung (24) zurückgeholt wird, so dass die zweite Kontaktgruppe (7) von der ersten Kontaktgruppe (4) elektrisch getrennt wird.
  10. Trenner (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontaktgruppe (4) mit einem Antrieb (21) des Trenners relativ zur zweiten Kontaktgruppe (7) bewegbar ist,
    und dass der erste Lichtbogen-Kontakt (6) körperlich vom ersten Nominal-Kontakt (5) separiert, aber elektrisch dennoch mit diesem verbunden ist, so dass sich im Betrieb des Trenners (100) nach der Unterbrechung des Nominalstrompfades (12) und der Kommutierung des Stromfades auf das Abbrandsystem mit dem ersten Lichtbogen-Kontakt (6) und dem zweiten Lichtbogen-Kontakt (9) der Unterbrechungs-Strompfad (14) vor dem Öffnen des Unterbrechungs-Strompfades (14) an der Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle (34) beim ersten Lichtbogen-Kontakt (6) und dem zweiten Lichtbogen-Kontakt (9) erstreckt,
    und wobei der zweite Lichtbogen-Kontakt (9) zumindest an dessen der ersten Kontaktgruppe (4) zugewandten zweiten Ende hülsenförmig ausgebildet ist, und wobei der erste Bauch (30) des S-förmigen Strompfadabschnitts (23) am zweiten Ende des zweiten Lichtbogen-Kontakts (9) angeordnet und der ersten Kontaktgruppe (4) zugewandt ist,
    und wobei der erste Lichtbogen-Kontakt (6) zumindest an dessen der zweiten Kontaktgruppe (7) zugewandten ersten Ende stiftförmig ausgebildet ist.
  11. Trenner (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Streckenabschnitt (29) am ersten Lichtbogen-Kontakt (6) angeordnet und der erste Streckenabschnitt (27) sowie der zweite Streckenabschnitt (28) am zweiten Lichtbogen-Kontakt (9) angeordnet sind,
    wobei der erste Lichtbogen-Kontakt (6) im dritten Streckenabschnitt (29) angeordnet ist und mindestens ein radial zur Trennachse bewegbares zweites Federelement (49) aufweist, welches derart geformt ist, dass es mit dem zweiten Streckenabschnitt (28) des zweiten Lichtbogen-Kontakts (9) eine lösbare Schnappverbindung (43) bildet.
  12. Trenner (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lichtbogen-Kontakt (6) mit einem ersten Rückholsystem (48) verbunden ist, und dass die lösbare Schnappverbindung (43) derart ausgebildet ist, dass beim Öffnen des Trenners (100) die erste Kontaktgruppe (4) innerhalb eines ersten Positionsbereichs (44) der ersten Kontaktgruppe (4) relativ zweiten Nominal-Kontakt (8) und zur Trennachse (11) in einer Öffnungsrichtung (24) bewegbar ist, während der erste Lichtbogen-Kontakt (6) am zweiten Lichtbogen-Kontakt (9) festhaltbar ist, während das erste Rückholsystem (48) vorgespannt wird und eine Vorspannkraft aufbaut,
    und wobei beim Übertritt der ersten Kontaktgruppe (4) in einen an den ersten Positionsbereich (44) anschliessenden zweiten Positionsbereich (45) die Vorspannkraft des ersten Rückholsystems (48) grösser ist als eine in Richtung der Trennachse (11) wirkende, vordefinierbare Haltekraft der lösbaren Schnappverbindung (43), so dass der erste Lichtbogen-Kontakt (6) vom ersten Rückholsystem (48) in Öffnungsrichtung (24) rückgeholt wird, so dass die zweite Kontaktgruppe (7) von der ersten Kontaktgruppe (4) elektrisch getrennt wird.
  13. Schaltanlage mit einem Trenner (1, 10, 100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schaltanlage eine luftisolierte Schaltanlage, eine gasisolierte Schaltanlage oder eine Mischung aus einer luftisolierten Schaltanlage und einer gasisolierten Schaltanlage ist.
  14. Verfahren zum Öffnen eines elektrischen Trenners (1, 10, 100), umfassend die folgenden Schritte:
    a. Bereitstellen eines Hochspannungs-Trenners (1, 10, 100) mit einer ersten Kontaktgruppe (4), wobei die ersten Kontaktgruppe (7) einen ersten Nominalkontakt (5) und einen ersten Lichtbogen-Kontakt (6) umfasst,
    sowie einer zweiten Kontaktgruppe (7), wobei die zweite Kontaktgruppe (7) einen zweiten Nominalkontakt (8) und einen zweiten Lichtbogen-Kontakt (9) umfasst,
    wobei zum Öffnen des Trenners die erste Kontaktgruppe (4) von der zweiten Kontaktgruppe (7) entlang einer Trennachse (11) derart wegbewegbar ist, dass ein sich vom ersten Nominal-Kontakt (5) zum zweiten Nominal-Kontakt (8) erstreckender Nominalstrompfad (12) an einer Nominal-Kontakt-Trennstelle (13) unterbrechbar, sowie einen Unterbrechungs-Strompfad (14), der an einer Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle (34) unterbrechbar sind,
    b. Bewegen einer Kontaktgruppe (4, 7) in Öffnungsrichtung (24) entlang der Trennachse (11), bis ein über den ersten Nominal-Kontakt (5) und den zweiten Nominal-Kontakt (8) führender Nominalstrompfad (12) unterbrochen wird,
    c. Erzeugen eines elektrischen Lichtbogens (25) zwischen der ersten Kontaktgruppe (4) und der zweiten Kontaktgruppe (7) an der Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle (34);
    d. Kommutieren des Nominalstrompfades (12) auf den Unterbrechungs-Strompfad (14);
    gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:
    e. Erzeugen eines magnetischen Druckes auf den Lichtbogen (25) dadurch, dass der Unterbrechungs-Strompfad (14) einen Strompfadabschnitt (23) aufweist, der sich quer zur Trennachse (11) erstreckt und eine S-Form aufweist,
    wobei der S-förmige Strompfadabschnitt (23) in Serie einen ersten Streckenabschnitt (27), einen daran anschliessenden zweiten Streckenabschnitt (28) und einen daran anschliessenden dritten Streckenabschnitt (29) aufweist, so dass im Betrieb des Trenners eine Stromflussrichtung im ersten Streckenabschnitt (27) und im zweiten Streckenabschnitt (28) gegenläufig ist,
    und so dass die Stromflussrichtung im zweiten Streckenabschnitt (28) gegenläufig zur Stromflussrichtung im dritten Streckenabschnitt (29) ist, und wobei der erste Streckenabschnitt (27) und der zweite Streckenabschnitt (28) einen ersten Bauch (30) des S-förmigen Strompfadabschnitts (23) begrenzen, und wobei der zweite Streckenabschnitt (28) und der dritte Streckenabschnitt (29) einen zweiten Bauch (31) des S-förmigen Strompfadabschnitts (23) begrenzen, wobei der erste Bauch (30) von seiner Fläche her grösser als der zweite Bauch (31) ist, so dass eine erste Magnetfeldkraft (32) und ein ihr zugeordneter erster magnetischer Druck aufgrund des ersten Bauches (30) kleiner als eine zweite Magnetfeldkraft (33) und ein ihr zugeordneter zweiter magnetischer Druck aufgrund des zweiten Bauches (31) ist,
    und wobei die Lichtbogen-Kontakt-Trennstelle (34) auf der S-Form im Bereich des zweiten Bauches (31) angeordnet ist.
    f. Abdrängen des Lichtbogens (25) mit der zweiten Magnetfeldkraft (33) in eine vordefinierbare Abbrandzone.
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