EP3044799B1 - Trennereinheit mit elektromagnetischem antrieb - Google Patents

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EP3044799B1
EP3044799B1 EP13792273.8A EP13792273A EP3044799B1 EP 3044799 B1 EP3044799 B1 EP 3044799B1 EP 13792273 A EP13792273 A EP 13792273A EP 3044799 B1 EP3044799 B1 EP 3044799B1
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EP
European Patent Office
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moving contact
contact
disconnector unit
coil
recess
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EP13792273.8A
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Georg Bachmaier
Andreas GÖDECKE
Denis Imamovic
Sylvio Kosse
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a disconnector unit for interrupting an electrical line with a contact arrangement and an electromagnetic drive means.
  • the contact arrangement has a first and a second fixed contact and a guided moving contact, wherein the terms contact and contact piece are understood in this context as synonymous.
  • the electromagnetic drive means is arranged to move the moving contact.
  • the disconnecting unit may assume a first and a second state, wherein in the first state there is no electrical connection between the first and the second fixed contact, while in the second state the moving contact electrically connects the two fixed contacts.
  • the separator unit can be moved by moving the moving contact from the second to the first state.
  • Switching systems with the separator unit of this type are already known and are generally used in medium and high voltage engineering for the switching of currents, in particular short-circuit currents. They are used in particular in networks of the electrical energy supply, where short-circuit currents can lead to a separation of the energy flow to the consumer and on the other hand to high mechanical loads of current-carrying network components.
  • the moving contact of the contact arrangement is in this case realized as a massive copper disk, which is guided movably perpendicular to the current flow direction.
  • the electromagnetic drive means comprises a copper disc arranged coaxially Thomson coil. Utilizing the Thomson effect, the moving contact can be moved so that the interrupter unit is transferred from the second to the first state.
  • the FR 1 441 239 A discloses an electrical switch having a switching pin formed as a moving contact, which can establish an electrical contact between two tubular fixed contacts by axial displacement.
  • the blow piston switch has two relatively movable contacts that form a persistent contact system and an arcing contact system.
  • the current is commutated by the continuous current contact system to the arc contact system.
  • An additional electromagnetic drive causes a contact opening in the arcing contact system, wherein the additional electromagnetic drive is automatically actuated when the current exceeds a predetermined value.
  • the object of the present invention to propose an alternative separator unit of the type mentioned.
  • the second fixed contact of the contact arrangement has a recess for receiving the moving contact, and that the moving contact engages at least partially in the recess when the disconnecting unit is in the first state
  • the electromagnetic drive means comprises a plurality of coils, wherein the Moving contact by suitable control of the current flow through the coils is movable.
  • the separator unit according to the invention is more compact than the previously known separator units. Further advantages are: a very short reaction time, since the electromagnetic field exerts its effect directly on the moving contact; very short movement times, because no additional mechanical parts have to be moved; easy control of the movement of the guided moving contact, including the acceleration and deceleration by the magnetic field; Achieving repetition rates with very short times between the two states of the separator unit; Avoidance of additional masses in the arrangement.
  • the electromagnetic drive for example, in contrast to the explosion drive can be actuated as often as desired. Due to the electromagnetic drive, no insulation between high-voltage-carrying parts and a drive stator needs to be taken into account.
  • the recess of the second fixed contact is preferably set up for guiding the moving contact.
  • the moving contact in the second state of the disconnector unit produces the electrical connection between the two fixed contacts in that it contacts the two fixed contacts at the same time stands.
  • the separating unit is in the first state transfer, so the contact between the moving contact and the first fixed contact is disconnected.
  • the contacting between the moving contact and the second fixed contact preferably also exists when the disconnecting unit is in the first state.
  • the first fixed contact also has a recess.
  • the moving contact engages at least partially in the recess of the first fixed contact, when the disconnector unit is in the second state.
  • the moving contact engages both in the recess of the first fixed contact and in the recess of the second fixed contact when the disconnector unit is in the second state.
  • this can be solved, for example, from the recess in the first fixed contact to engage in the recess corresponding to deeper in the second fixed contact.
  • the recesses are preferably to be designed such that the engagement of the moving contact in the respective recess provides a secure electrical connection between the respective fixed contact and the moving contact.
  • the moving contact is decelerated by its acceleration by appropriate measures to avoid a so-called "bouncing", that is, a - possibly multiple - backward displacement of the moving contact. This backslash can cause a disconnected electrical connection between the two fixed contacts inadvertently restored.
  • the recesses are to suitably be dimensioned such that in each case a portion of the recess can be used as a damping chamber.
  • the recess of the second fixed contact is arranged for longitudinally movable guidance of the moving contact. This simplifies the geometry of the arrangement and eliminates any additional guide means for the movement of the moving contact.
  • the moving contact is movable within the recess along a longitudinal axis, wherein it is inserted deeper into the recess or led out of the recess.
  • the moving contact is a pin-shaped pin contact.
  • the pin contact may, for example, have an approximately circular cylindrical geometry. It is also conceivable that the recess in the second fixed contact is designed complementary to the shape of the pin contact, so that the recess for guiding the pin contact is particularly well suited.
  • the moving contact comprises a ferromagnetic core and an at least partially enclosing and electrically conductive outer shell.
  • the outer shell has a high conductivity.
  • the outer shell can be made of copper or aluminum.
  • the conductivity of the outer shell is preferably more than 10 7 A / Vm. It is also conceivable that the core is a permanent magnet.
  • the weight of the moving contact is between 1 g and 10 kg, a weight between 10 g and 1 kg is particularly suitable.
  • the first and the second fixed contact are formed as electrically conductive tulip contacts.
  • the tulip-shaped fixed contacts can interact particularly well with the pin-shaped pin contact for producing the electrical connection.
  • the contact arrangement has a circular cylindrical geometry.
  • the moving contact and the two fixed contacts are formed circular-cylindrical.
  • the moving contact is displaceable along the cylinder axis.
  • the recess of the second fixed contact can be designed such that the moving contact can be guided by means of the recess along the cylinder axis.
  • the diameter of the moving contact is not larger than an inner diameter of the recess.
  • the separator unit may further comprise a housing.
  • the housing is filled with an insulating gas.
  • the housing is gas-tight and designed such that the contact arrangement in the contacting region between the first fixed contact and the moving contact and between the moving contact and the second fixed contact is enveloped by the insulating gas.
  • the insulating gas should have the highest possible dielectric strength. Therefore, in particular, the gas SF 6 is suitable as an insulating gas. But it is also conceivable to use another suitable gas or gas mixture, such as a mixture from N 2 and SF 6 , wherein the weight fraction of SF 6 can be between 10% and 50%. It is advantageous if the insulating gas can fulfill the function of a quenching gas to avoid arcing. However, since the disconnecting unit essentially opens only small currents when opening the contacts in the event of a short circuit, this function of the insulating gas is not of decisive importance for the present invention.
  • the insulating gas is in the housing under a pressure of 1 bar to 10 bar, more preferably from 7 to 9 bar.
  • the electromagnetic drive means may comprise a coil.
  • the coil is preferably arranged concentrically around the moving contact.
  • the coil is disposed within the housing.
  • the coil can also be arranged outside the housing.
  • the separator unit may further comprise two coils, wherein a first coil is associated with the first fixed contact and a second coil is associated with the second fixed contact.
  • a rising current in the coil induces a circulating current flow in the outer shell of the moving contact via the correspondingly developing magnetic field of the coil, which in turn generates a magnetic field around the moving contact whose polarity is set against the magnetic field of the coil. It results in a resultant force (Lorentz force) on the moving contact, by which the moving contact is moved away from the coil. If the coil is arranged on the first fixed contact, then the moving contact can be moved away from the first fixed contact in the direction of the second fixed contact, whereby the disconnector unit can be converted into the first state. Based on this transient effect very fast switching times in the range of a few milliseconds (for example less than 10 ms) can be achieved. The same applies to a decaying current in the coil. The current change in the coil must always be selected according to the applied force.
  • the moving contact for example the ferromagnetic core of the moving contact
  • the magnetic field of the coil and the magnetic field of the moving contact have the same polarity (reluctance effect).
  • the coil is arranged on the second fixed contact, the moving contact can be moved away from the first fixed contact in the direction of the second fixed contact.
  • the disconnector unit can be transferred from the second to the first state.
  • the switching time in this case depends on the inductance of the coil.
  • the coil current is to be adapted to the force to be applied and may for example be in the range between 10 A and 500 A, preferably between 20 A and 200 A.
  • the electromagnetic drive means comprises more than one coil.
  • the separator unit having a combination of the features described above may be incorporated into a DC hybrid switching system for Be integrated medium and high voltage systems.
  • the hybrid switching system is preferably to be used at voltages in the range of more than 1 kV, preferably more than 70 kV.
  • the hybrid switching system comprises an operating current leading, the mechanical isolator unit comprising the main path and a parallel, an electronic circuit breaker comprehensive bypass path. Further, the hybrid switching system may also include auxiliary switches and other elements, as well as other paths connected, for example, in parallel with the main path.
  • the separator unit may have one or a combination of several features described above.
  • the disconnector unit according to the invention can be used in a direct voltage network (DC network) or a multi-terminal system comprising a plurality of converter systems.
  • DC network direct voltage network
  • multi-terminal system comprising a plurality of converter systems.
  • the disconnector unit can be used to disconnect a connection between converter systems of the system in the event of a fault, in order to disconnect the part of the system that is affected by the error. Due to the fast switching time of the separator unit, a breakdown of the entire system can be prevented.
  • At least one of the converter systems may, for example, be a self-commutated high-voltage direct current transmission system (HVDC system). It may, for example, comprise a multi-stage inverter having phase modules with sub-modules connected in series, the two-pole submodules being designed as full-bridge circuits or half-bridge circuits. In the event of a fault, the HVDC system can switch the connection to be disconnected from current and voltage so that the disconnector unit can then disconnect the connection.
  • HVDC system can switch the connection to be disconnected from current and voltage so that the disconnector unit can then disconnect the connection.
  • the disconnector unit 1 is connected via the two fixed contacts 2, 3 to a conduction path of a switching system.
  • the separator unit 1 has a cylindrical symmetry.
  • the moving contact 4 is accordingly formed in the form of a pin-shaped pin contact.
  • the fixed contacts 2, 3 have the form of (circular) cylindrically symmetrical tulip contacts.
  • the coils 5, 6 each have a ring shape and are placed concentrically around the fixed contacts 2, 3, wherein the coil 5 is assigned to the first fixed contact 2 and the coil 6 to the second fixed contact 3.
  • the symmetry axis of the separator unit 1 is indicated by the line 9.
  • the first fixed contact 2 has a recess 21.
  • the dimensions of the recess 21 are dimensioned such that a portion of the recess 21 can serve as a damping chamber.
  • the second fixed contact 3 also has a recess 31.
  • the entire area in which the contacting takes place is enclosed by a housing 7 in a gastight manner.
  • the housing is filled in its interior 8 with an insulating gas.
  • the insulating gas SF 6 According to the in FIG. 1 shown embodiment, the insulating gas SF 6 .
  • a current flow in the coil 6 generates a magnetic field, which causes its movement in the direction of the second fixed contact 3 due to the resulting reluctance force on the moving contact.
  • the moving contact 4 thereby engages deeper into the recess 31, wherein the contact between the moving contact 4 and the first fixed contact 2 is separated.
  • the separator unit 1 is thus placed in the first state in which there is no electrical connection between the two fixed contacts 2, 3.
  • An increasing current flow in the coil 5 can effect the movement of the moving contact 4 in the direction of the second fixed contact 3 by utilizing the Lorentz force, wherein the disconnector unit 1 can be transferred from the second to the first state.
  • a corresponding current increase in the coil 6 can bring about a movement of the moving contact 4 back into the position shown in Figure 1.
  • the coils 5, 6 are arranged within the housing 7.
  • the supply lines (not shown) to the coils 5, 6 are accordingly equipped with gas-tight passages (not shown).
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a separator unit 1 according to the invention in a schematic representation.
  • FIG. 2 corresponds substantially to the embodiment of FIG. 1 with the difference that the cylindrically shaped housing 7 has a smaller diameter.
  • the coils 5, 6 are accordingly arranged outside the housing 7. In this embodiment, therefore, can be dispensed with gas-tight feedthroughs of the leads to the coils 5, 6.
  • FIG. 3 an embodiment of the moving contact 4 is shown in a schematic cross-sectional view.
  • the moving contact 4 has a (circular) cylindrically symmetrical geometry, wherein the axis of symmetry is indicated by the line 9.
  • the moving contact 4 comprises a ferromagnetic core 41 made of iron and a well-conductive outer shell 42 made of aluminum.
  • the ferromagnetic core 41 in this case has the function of establishing and / or amplifying the magnetic field interacting with the magnetic field of the coils 5, 6 of the moving contact 4.
  • the in FIG. 3 shown diameter of the core 41 (in relation to the diameter of the moving contact 4) can be varied depending on the application.
  • FIG. 4 shows an application example of the separator unit 1 in a schematic representation.
  • a hybrid switching system 10 is shown, wherein the hybrid switching system 10 includes the separator unit 1.
  • the hybrid switching system 10 includes a main path 12 and a bypass path 13.
  • the main path 12 and the bypass path 13 are connected in parallel with each other.
  • the main path 12 includes the disconnection unit 1 and an auxiliary switch 11.
  • the bypass path 13 includes a power switch 14.
  • the auxiliary switch 11 comprises a number of electronic switches which are designed as IGBT modules.
  • the power switch 14 includes a plurality of series-connected electronic switches acting as IGBT modules are formed.
  • the auxiliary switch 11 may comprise two IGBT modules, while the power switch 14 may comprise up to several hundreds of IGBT modules.
  • the operating current flows substantially across the main path 12, since the resistance of the power switch 14 is much higher than the resistance of the disconnecting unit 1 and the auxiliary switch 11.
  • the current in the main path initially increases approximately exponentially.
  • the auxiliary switch 11 is adapted to switch off in such a case with the smallest possible time delay, preferably in the microsecond range, whereby the further rising current is commutated in the bypass path 13.
  • the disconnector unit 1 is then transferred to the first state, so that the auxiliary switch 11 is not damaged by the high voltage applied (up to several hundred kilovolts).
  • the commutated in the bypass path current can then be limited.
  • the hybrid switching system 10 may be formed as a unidirectional or bidirectional switch.
  • the hybrid switching system 10 is set up as a bidirectional switch, which is indicated graphically by corresponding symbols.
  • FIG. 5 shows a simple example of a multi-terminal system 22 with three converter stations 15, 16, 17, which are designed as self-guided multi-stage converter.
  • the inverter station 15 is provided with an in FIG. 5 not shown three-phase AC voltage network 201 connected. Similarly, the inverter stations 16 and 17 are connected to AC networks 202 and 203, respectively.
  • the converter stations 15, 16, 17 are connected to one another via the two differently poled DC lines 18 and 19.
  • the energy provided in the AC voltage network 201 is converted into DC voltage in the converter station 15. Power is supplied to the two converter stations 16, 17 via the DC lines 18, 19 by the converter station 15, where the energy is again converted into alternating current and fed into the alternating voltage networks 202 and 203.
  • the disconnector unit 1 is arranged in the DC line 18.
  • the DC voltage line is switched off and de-energized, so that the disconnector unit 1 can be converted into its opening (first) state.
  • the DC line 18 can be interrupted and the faulty inverter station 17 are separated from the intact part of the system. Subsequently, the intact, the inverter stations 15, 16 comprehensive part of the system can be put back into operation. The entire process can be completed in less than 300 ms so that a possible failure of the energy to be provided by the system can be minimized in time.
  • the separator unit according to the invention can also be used in larger systems and DC networks with a higher number of converter stations. Their use can be particularly advantageous, for example, in meshed DC networks.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Trennereinheit zum Unterbrechen einer elektrischen Leitung mit einer Kontaktanordnung und einem elektromagnetischen Antriebsmittel. Die Kontaktanordnung weist einen ersten und einem zweiten Festkontakt sowie einen geführten Bewegkontakt, wobei die Begriffe Kontakt und Kontaktstück in diesem Zusammenhang als synonym verstanden werden. Das elektromagnetische Antriebsmittel ist zum Bewegen des Bewegkontaktes eingerichtet. Die Trennereinheit kann einen ersten und einen zweiten Zustand einnehmen, wobei in dem ersten Zustand keine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Festkontakt besteht, während in dem zweiten Zustand der Bewegkontakt die beiden Festkontakte elektrisch miteinander verbindet. Die Trennereinheit ist durch Bewegung des Bewegkontaktes vom zweiten in den ersten Zustand überführbar.
  • Schaltsysteme mit der Trennereinheit dieser Art sind bereits bekannt und dienen im Allgemeinen in der Mittel- und Hochspannungstechnik zur Schaltung von Strömen, insbesondere Kurzschlussströmen. Sie werden insbesondere in Netzen der elektrischen Energieversorgung eingesetzt, wo Kurzschlussströme einerseits zu einer Trennung des Energieflusses zum Verbraucher und anderseits zu hohen mechanischen Belastungen von stromführenden Netzkomponenten führen können.
  • Häfner et al. beschreiben in ihrem Aufsatz "Proactive Hybrid HVDC Breakers - A key innovation for reliable HVDC grids"; Integrating supergrids and microgrids International Symposium, 2011, ein hybrides Gleichstrom-Schaltsystem, bei dem der Hauptpfad einen mechanischen Trennschalter und einen elektronischen Hilfsschalter umfasst. Im Kurzschlussfall wird der ansteigende Kurzschlussstrom mittels des Hilfsschalters von dem Hauptpfad auf einen Überbrückungspfad kommutiert, wobei gleichzeitig das Öffnen des Trennschalters in Gang gesetzt wird. Im Überbrückungspfad ist eine Leistungsschalteinheit angeordnet, die eine Reihenschaltung von elektronischen Schaltern aufweist. Hat der Trennschalter die notwendige Spannungsfestigkeit erreicht, kann der Kurzschlussstrom durch die Leistungsschaltereinheit unterbrochen werden. Die dabei frei werdende Energie wird in nicht linearen Widerständen der Leistungsschalter abgebaut.
  • In bekannten mechanischen Trennschaltern von Mittel- und Hochspannungsschaltsystemen werden für das mechanische Öffnen und Schließen des Kontaktsystems meist Federspeicherantriebe verwendet. Die dabei erzielbaren Schaltzeiten sind auf einige 10 bis 50 ms festlegt. Für Schaltsysteme in Hochspannungsgleichstromübertragungsanlagen (HGÜ) beispielsweise sind diese Schaltzeiten wesentlich zu groß, so dass Lösungen mit schnelleren Schaltzeiten wünschenswert sind.
  • Im Aufsatz von J-M. Meyer et al. "A DC Hybrid Circuit Breaker With Ultra-Fast Contact Opening and Integrated Gate-Commutated Thyristors (IGCTs)"; IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 21, No 2, 2006, ist die mechanische Trennereinheit der eingangs genannten Art beschrieben. Der Bewegkontakt der Kontaktanordnung ist hierbei als eine massive Kupferscheibe realisiert, die senkrecht zur Stromflussrichtung beweglich geführt ist. Das elektromagnetische Antriebsmittel umfasst eine zur Kupferscheibe koaxial angeordnete Thomson-Spule. Unter Ausnutzung des Thomson-Effekts kann der Bewegkontakt bewegt werden, so dass die Unterbrechereinheit von dem zweiten in den ersten Zustand überführt wird.
  • Die FR 1 441 239 A offenbart einen elektrischen Schalter mit einem als Bewegkontakt ausgebildeten Schaltstift, der durch axiale Verschiebung einen elektrischen Kontakt zwischen zwei rohrförmigen festen Kontakten herstellen kann.
  • Aus der FR 2 375 710 A1 ist ein Blaskolbenschalter mit einer Lichtbogenlöschvorrichtung offenbart. Der Blaskolbenschalter weist zwei relativ zueinander bewegliche Kontakte, die ein Dauerstromkontaktsystem und ein Lichtbogenkontaktsystem bilden. Beim Ausschalten des Blaskolbenschalters wird der Strom vom Dauerstromkontaktsystem auf das Lichtbogenkontaktsystem kommutiert. Ein zusätzlicher elektromagnetischer Antrieb bewirkt eine Kontaktöffnung im Lichtbogenkontaktsystem, wobei der zusätzliche elektromagnetische Antrieb automatisch betätigt wird, sobald die Stromstärke einen vorbestimmten Wert übersteigt.
  • Aus der DE 31 42 883 A1 ist ferner eine Kontaktanordnung mit zwei Festschaltstücken und einer Schaltbrücke bekannt.
  • Ausgehend vom Stand der Technik ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Trennereinheit der eingangs genannten Art vorzuschlagen.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der zweite Festkontakt der Kontaktanordnung eine Ausnehmung zur Aufnahme des Bewegkontaktes aufweist, und dass der Bewegkontakt zumindest teilweise in die Ausnehmung eingreift, wenn die Trennereinheit sich im ersten Zustand befindet, wobei das elektromagnetische Antriebsmittel mehrere Spulen umfasst, wobei der Bewegkontakt durch geeignete Steuerung des Stromflusses durch die Spulen bewegbar ist.
  • Die erfindungsgemäße Trennereinheit ist kompakter als die bisher bekannten Trennereinheiten. Weitere Vorteile sind: eine sehr kurze Reaktionszeit, da das elektromagnetische Feld seine Wirkung unmittelbar am Bewegkontakt entfaltet; sehr kurze Bewegungszeiten, weil keine zusätzlichen mechanischen Teile bewegt werden müssen; einfache Steuerung der Bewegung des geführten Bewegkontaktes, einschließlich das Beschleunigen und Abbremsen durch das Magnetfeld; Erzielung von Wiederholraten mit sehr kurzen Zeiten zwischen den beiden Zuständen der Trennereinheit; Vermeidung von zusätzlichen Massen in der Anordnung. Ferner kann der elektromagnetische Antrieb beispielsweise im Gegensatz zum Explosionsantrieb beliebig oft aktuiert werden. Durch den elektromagnetischen Antrieb braucht zudem keine Isolierung zwischen Hochspannungsführenden Teilen und einem Antriebsstator berücksichtigt werden.
  • Die Ausnehmung des zweiten Festkontaktes ist vorzugsweise zum Führen des Bewegkontaktes eingerichtet. Dabei stellt der Bewegkontakt im zweiten Zustand der Trennereinheit die elektrische Verbindung zwischen den beiden Festkontakten dadurch her, dass er die beiden Festkontakte gleichzeitig kontaktiert steht. Wird der Bewegkontakt aufgrund einer elektromagnetischen Wechselwirkung mit dem elektromagnetischen Antriebsmittel bewegt, um die Trennereinheit in den ersten Zustand zu überführen, so ist der Kontakt zwischen dem Bewegkontakt und dem ersten Festkontakt getrennt. Die Kontaktierung zwischen dem Bewegkontakt und dem zweiten Festkontakt besteht dagegen vorzugsweise auch dann, wenn sich die Trennereinheit im ersten Zustand befindet.
  • Gemäß einer Ausführungsordnung der Erfindung weist der erste Festkontakt ebenfalls eine Ausnehmung auf. Der Bewegkontakt greift zumindest teilweise in die Ausnehmung des ersten Festkontaktes ein, wenn sich die Trennereinheit im zweiten Zustand befindet.
  • Durch den Eingriff des Bewegkontaktes in die Ausnehmungen des ersten bzw. des zweiten Festkontaktes kann eine besonders stabile Konfiguration der Trennereinheit realisiert werden.
  • Es ist ferner denkbar, dass der Bewegkontakt sowohl in die Ausnehmung des ersten Festkontaktes als auch in die Ausnehmung des zweiten Festkontaktes eingreift, wenn sich die Trennereinheit im zweiten Zustand befindet. Beim Bewegen des Bewegkontaktes kann dieser sich beispielsweise aus der Ausnehmung im ersten Festkontakt lösen, um in die Ausnehmung im zweiten Festkontakt entsprechend tiefer einzugreifen. Die Ausnehmungen sind vorzugsweise derart auszugestalten, dass der Eingriff des Bewegkontaktes in die jeweilige Ausnehmung eine sichere elektrische Verbindung zwischen dem jeweiligen Festkontakt und dem Bewegkontakt bietet.
  • Es ist von Vorteil, wenn der Bewegkontakt nach dessen Beschleunigung durch geeignete Maßnahmen abgebremst wird, um ein sogenanntes "Bouncing" zu vermeiden, dass heißt, eine - unter Umständen mehrfache - Rückverlagerung des Bewegkontaktes. Diese Rückverlagerung kann dazu führen, dass eine getrennte elektrische Verbindung zwischen den beiden Festkontakten unbeabsichtigt wiederhergestellt werden kann. Die Ausnehmungen sind dazu geeigneterweise derart zu dimensionieren, dass jeweils ein Teilbereich der Ausnehmung als Dämpfungskammer genutzt werden kann.
  • Es kann außerdem von Vorteil sein, wenn die Ausnehmung des zweiten Festkontaktes zur längsbeweglichen Führung des Bewegkontaktes eingerichtet ist. Dies vereinfacht die Geometrie der Anordnung und macht eventuelle zusätzliche Führungsmittel für die Bewegung des Bewegkontaktes verzichtbar. Der Bewegkontakt ist innerhalb der Ausnehmung entlang einer Längsachse bewegbar, wobei er in die Ausnehmung tiefer eingeführt oder aus der Ausnehmung herausgeführt wird.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Bewegkontakt ein stiftförmiger Pinkontakt. Der Pinkontakt kann beispielsweise eine annähernd kreiszylindrische Geometrie aufweisen. Es ist ferner denkbar, dass die Ausnehmung im zweiten Festkontakt formkomplementär zum Pinkontakt ausgestaltet ist, so dass die Ausnehmung zur Führung des Pinkontaktes besonders gut geeignet ist.
  • Vorzugsweise umfasst der Bewegkontakt einen ferromagnetischen Kern und eine diesen zumindest teilweise umschließende und elektrisch leitende Außenhülle. Es ist dabei von Vorteil, wenn die Außenhülle eine hohe Leitfähigkeit aufweist. Beispielsweise kann die Außenhülle aus Kupfer oder Aluminium gefertigt sein. Die Leitfähigkeit der Außenhülle beträgt vorzugsweise mehr als 107 A/Vm. Es ist darüber hinaus denkbar, dass der Kern ein Permanentmagnet ist.
  • Je leichter der Bewegkontakt ist, desto kleiner sind die zu seiner Beschleunigung nötigen elektromagnetischen Kräfte. Dies wiederum erlaubt es, die Größe der Trennereinheit sowie die zum Betreiben des elektromagnetischen Antriebsmittels erforderliche Energie zu reduzieren. Geeigneterweise liegt das Gewicht des Bewegkontaktes zwischen 1 g und 10 kg, besonders geeignet ist ein Gewicht zwischen 10 g und 1 kg.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind der erste und der zweite Festkontakt als elektrisch leitende Tulpenkontakte ausgebildet. Die tulpenförmigen Festkontakte können beispielsweise besonders gut mit dem stiftförmigen Pinkontakt zur Herstellung der elektrischen Verbindung zusammenwirken.
  • Vorzugsweise weist die Kontaktanordnung eine kreiszylindrische Geometrie auf. Dabei sind der Bewegkontakt und die beiden Festkontakte kreiszylindersymmetrisch ausgebildet. Der Bewegkontakt ist entlang der Zylinderachse verlagerbar. Die Ausnehmung des zweiten Festkontaktes kann dabei derart ausgebildet sein, dass der Bewegkontakt mittels der Ausnehmung entlang der Zylinderachse führbar ist. Der Durchmesser des Bewegkontaktes ist nicht größer als ein Innendurchmesser der Ausnehmung.
  • Die Trennereinheit kann ferner ein Gehäuse umfassen. Das Gehäuse ist dabei mit einem Isoliergas gefüllt. Vorzugsweise ist das Gehäuse gasdicht und derart ausgebildet, dass die Kontaktanordnung im Kontaktierbereich zwischen dem ersten Festkontakt und dem Bewegkontakt sowie zwischen dem Bewegkontakt und dem zweiten Festkontakt von dem Isoliergas umhüllt ist.
  • Das Isoliergas sollte möglichst hohe Durchschlagsfestigkeit aufweisen. Daher eignet sich insbesondere das Gas SF6 als Isoliergas. Es ist aber auch denkbar, ein anderes geeignetes Gas oder Gasgemisch einzusetzen, wie beispielsweise ein Gemisch aus N2 und SF6, wobei der Gewichtsanteil von SF6 zwischen 10% und 50% liegen kann. Es ist von Vorteil, wenn das Isoliergas die Funktion eines Löschgases zur Vermeidung von Lichtbögen erfüllen kann. Da die Trennereinheit beim Öffnen der Kontakte im Kurzschlussfall jedoch im Wesentlichen nur kleine Ströme führt, ist diese Funktion des Isoliergases für die vorliegende Erfindung nicht von entscheidender Bedeutung.
  • Vorzugsweise befindet sich das Isoliergas im Gehäuse unter einem Druck von 1 bar bis 10 bar, besonders bevorzugt von 7 bis 9 bar.
  • Das elektromagnetische Antriebsmittel kann eine Spule umfassen. Dabei ist die Spule bevorzugt konzentrisch um den Bewegkontakt angeordnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Spule innerhalb des Gehäuses angeordnet.
  • Die Spule kann aber auch außerhalb des Gehäuses angeordnet sein.
  • Die Trennereinheit kann ferner auch zwei Spulen umfassen, wobei eine erste Spule dem ersten Festkontakt zugeordnet ist und eine zweite Spule dem zweiten Festkontakt zugeordnet ist.
  • Zur Bewegung des Bewegkontaktes können zwei physikalische Effekte genutzt werden.
  • Ein ansteigender Strom in der Spule induziert über das sich entsprechend aufbauende Magnetfeld der Spule einen Zirkularstromfluss in der Außenhülle des Bewegkontaktes, wodurch wiederum ein Magnetfeld um den Bewegkontakt erzeugt wird, dessen Polarität dem Magnetfeld der Spule entgegen gesetzt ist. Es ergibt sich eine resultierende Kraft (Lorentzkraft) auf den Bewegkontakt, durch die der Bewegkontakt von der Spule weg bewegt wird. Ist die Spule am ersten Festkontakt angeordnet, so kann der Bewegkontakt vom ersten Festkontakt weg in Richtung des zweiten Festkontaktes bewegt werden, wodurch die Trennereinheit in den ersten Zustand überführt werden kann. Basierend auf diesem transienten Effekt können sehr schnelle Schaltzeiten im Bereich von wenigen Millisekunden (beispielsweise kleiner als 10 ms) erreicht werden. Entsprechendes gilt für einen abklingenden Strom in der Spule. Die Stromänderung in der Spule muss jeweils entsprechend der aufzubringenden Kraft gewählt sein.
  • Fließt ein konstanter Strom in der Spule, so kann der Bewegkontakt, beispielsweise der ferromagnetische Kern des Bewegkontaktes, magnetisiert werden. In diesem Fall haben das Magnetfeld der Spule und das Magnetfeld des Bewegkontaktes die gleiche Polarität (Reluktanzeffekt). Ist die Spule am zweiten Festkontakt angeordnet, so kann der Bewegkontakt vom ersten Festkontakt weg in Richtung des zweiten Festkontaktes bewegt werden. Dadurch kann die Trennereinheit vom zweiten in den ersten Zustand überführt werden. Die Schaltzeit hängt in diesem Fall von der Induktivität der Spule ab. Der Spulenstrom ist an die aufzubringende Kraft anzupassen und kann beispielsweise im Bereich zwischen 10 A und 500 A, vorzugsweise zwischen 20 A und 200 A liegen.
  • Erfindungsgemäß umfasst das elektromagnetische Antriebsmittel mehr als eine Spule. Damit können beide Effekte zum Bewegen des Bewegkontaktes durch geeignete Steuerung des Stromflusses durch die Spulen kombiniert werden.
  • Die Trennereinheit mit einer Kombination der oben beschriebenen Merkmale kann in ein Gleichstrom-Hybridschaltsystem für Mittel- und Hochspannungsanlagen integriert sein. Bevorzugt ist dabei das Hybrid-Schaltsystem bei Spannungen im Bereich von mehr als 1 kV, vorzugsweise mehr als 70 kV anzuwenden.
  • Das Hybridschaltsystem umfasst dabei einen Betriebsstrom führenden, die mechanische Trennereinheit umfassenden Hauptpfad und einen dazu parallelen, einen elektronischen Leistungsschalter umfassenden Überbrückungspfad. Des Weiteren kann das Hybrid-Schaltsystem auch Hilfsschalter und andere Elemente sowie weitere Pfade, die beispielsweise parallel zu dem Hauptpfad geschaltet sind, umfassen. Die Trennereinheit kann dabei einen oder eine Kombination mehrerer zuvor beschriebener Merkmale aufweisen.
  • Gemäß einem weiteren Anwendungsbeispiel kann die erfindungsgemäße Trennereinheit in einem Gleichspannungsnetz (DC-Netz) oder einem Multiterminal-System, umfassend mehrere Umrichter-Anlagen, eingesetzt werden.
  • In einem Multiterminal-System ist es nach dem Stand der Technik oftmals notwendig, bei einem Fehler, beispielsweise einem Kurzschluss, das gesamte System vom Netz zu trennen, wobei die Umrichter-Anlagen heruntergefahren werden müssen. Erst nach dem Beheben des Fehlers kann das System wieder hochgefahren und in Betrieb genommen werden.
  • Die Trennereinheit kann in diesem Zusammenhang dazu verwendet werden, im Fehlerfall eine Verbindung zwischen Umrichter-Anlagen des Systems zu trennen, um den vom Fehler betroffenen Teil des Systems abzutrennen. Aufgrund der schnellen Schaltzeit der Trennereinheit kann ein Zusammenbrechen des gesamten Systems verhindert werden.
  • Wenigstens eine der Umrichter-Anlagen kann beispielsweise eine selbstgeführte Hochspannungsgleichstromübertragungsanlage (HGÜ-Anlage) sein. Sie kann zum Beispiel einen MehrstufenUmrichter umfassen, der Phasenmodule mit in Reihe geschalteten Submodulen aufweist, wobei die zweipoligen Submodule als Vollbrücken-Schaltungen oder Halbbrücken-Schaltungen ausgebildet sind. Im Fehlerfall kann die HGÜ-Anlage die zu trennende Verbindung strom- und spannungslos schalten, so dass die Trennereinheit anschließend die Verbindung trennen kann.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren 1 bis 5 näher erläutert.
    • Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Trennereinheit in einer schematischen Querschnittdarstellung;
    • Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trennereinheit in einer schematischen Querschnittdarstellung;
    • Figur 3 zeigt eine Ausführungsform eines Bewegkontaktes in einer schematischen Querschnittdarstellung;
    • Figur 4 zeigt ein erstes Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Trennereinheit in einer schematischen Darstellung.
    • Figur 5 zeigt ein zweites Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Trennereinheit in einer schematischen Darstellung.
  • Im Einzelnen ist in Figur 1 ein schematischer Querschnitt durch eine erfindungsgemäße mechanische Trennereinheit 1 dargestellt. Die Trennereinheit 1 umfasst eine Kontaktanordnung, die einen ersten Festkontakt 2, einen zweiten Festkontakt 3 sowie einen Bewegkontakt 4 aufweist. Ferner umfasst die Trennereinheit 1 ein elektromagnetisches Antriebsmittel, dass zwei Spulen 5, 6 aufweist.
  • Die Trennereinheit 1 ist über die beiden Festkontakte 2, 3 an einen Leitungspfad eines Schaltsystems angeschlossen.
  • In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Trennereinheit 1 eine zylindrische Symmetrie auf. Der Bewegkontakt 4 ist dementsprechend in Form eines stiftförmigen Pinkontaktes ausgebildet. Die Festkontakte 2, 3 haben die Form von (kreis-)zylindersymmetrischen Tulpenkontakten. Die Spulen 5, 6 weisen jeweils eine Ringform auf und sind konzentrisch um die Festkontakte 2, 3 gelegt, wobei die Spule 5 dem ersten Festkontakt 2 und die Spule 6 dem zweiten Festkontakt 3 zugeordnet ist. Die Symmetrieachse der Trennereinheit 1 ist durch die Linie 9 angedeutet.
  • Der erste Festkontakt 2 weist eine Ausnehmung 21 auf. Die Maße der Ausnehmung 21 sind derart bemessen, dass ein Teilbereich der Ausnehmung 21 als Dämpfungskammer dienen kann.
  • Der zweite Festkontakt 3 weist ebenfalls eine Ausnehmung 31 auf.
  • Figur 1 zeigt die Trennereinheit 1 in einem zweiten Zustand, in dem eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Festkontakt 2 und dem zweiten Festkontakt 3 hergestellt ist. In der in Figur 1 dargestellten Position greift der Bewegkontakt 4 sowohl in die Ausnehmung 21 als auch in die Ausnehmung 31 ein. Dabei kontaktieren die Oberfläche des Bewegkontaktes 4 und des ersten Festkontaktes 2 beziehungsweise des Bewegkontaktes 4 und des zweiten Festkontaktes 3 einander, um die elektrische Verbindung herzustellen. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass die Kontaktierung über einen zwischen dem Bewegkontakt und dem jeweiligen Festkontakt angeordneten elektrisch Leitfähigen Zwischenstoff mittelbar hergestellt wird. Ein solcher Zwischenstoff ist beispielsweise ein elektrisch leitfähiges Schmiermittel.
  • Der gesamte Bereich, in dem die Kontaktierung stattfindet, ist von einem Gehäuse 7 gasdicht umschlossen. Das Gehäuse ist in dessen Inneren 8 mit einem Isoliergas gefüllt. Gemäß dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Isoliergas SF6.
  • Ein Stromfluss in der Spule 6 erzeugt ein Magnetfeld, das aufgrund der resultierenden Reluktanzkraft auf den Bewegkontakt dessen Bewegung in Richtung des zweiten Festkontaktes 3 bewirkt. Der Bewegkontakt 4 greift dadurch tiefer in die Ausnehmung 31 ein, wobei der Kontakt zwischen dem Bewegkontakt 4 und dem ersten Festkontakt 2 getrennt wird. Die Trennereinheit 1 wird damit in den ersten Zustand versetzt, in dem keine elektrische Verbindung zwischen den beiden Festkontakten 2, 3 besteht.
  • Um den Bewegkontakt 4 aus der Ausnehmung 31 wieder (teilweise) herauszuführen, wird ein Stromfluss in der Spule 5 erzeugt (wobei die Spule 6 keinen Strom führt), wodurch die entsprechende Reluktanzkraft eine Bewegung des Bewegkontaktes 4 in Richtung der Spule 5 bewirkt, wobei der Bewegkontakt 4 in die Ausnehmung 21 im ersten Festkontakt 2 eingreift und eine Kontaktierung des ersten Festkontaktes 2 mit dem Bewegkontakt 4 herstellt. Die Länge des Bewegkontaktes 4 ist dabei derart dimensioniert, dass der Bewegkontakt 4 in einer Endposition (die im Wesentlichen der in Figur 1 dargestellten Position des Bewegkontaktes entspricht) die elektrische Verbindung zwischen den beiden Festkontakten 2, 3 herstellen kann, so dass sich die Trennereinheit 1 in dem zweiten Zustand befindet.
  • Ein ansteigender Stromfluss in der Spule 5 kann unter Ausnutzung der Lorentzkraft die Bewegung des Bewegkontaktes 4 in Richtung des zweiten Festkontaktes 3 bewirken, wobei die Trennereinheit 1 vom zweiten in den ersten Zustand überführt werden kann. Ein entsprechender Stromanstieg in der Spule 6 kann eine Bewegung des Bewegkontaktes 4 wieder in die in Figur 1 gezeigte Position bewirken.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 sind die Spulen 5, 6 innerhalb des Gehäuses 7 angeordnet. Die Zuleitungen (nicht dargestellt) zu den Spulen 5, 6 sind dementsprechend mit gasdichten Durchführungen (nicht dargestellt) ausgestattet.
  • Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Trennereinheit 1 in einer schematischen Darstellung.
  • Gleiche und gleichartige Teile sind in den Figuren 1 und 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen, was auch für die übrigen Figuren 3 und 4 gilt. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird in der Beschreibung der Ausführungsform der Figur 2 nur auf die Unterschiede zur Ausführungsform der Figur 1 im Detail eingegangen.
  • Das Ausführungsbeispiel der Figur 2 entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 mit dem Unterschied, dass das zylindrisch geformte Gehäuse 7 einen kleineren Durchmesser aufweist. Die Spulen 5, 6 sind dementsprechend außerhalb des Gehäuses 7 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel kann also auf gasdichte Durchführungen der Zuleitungen zu den Spulen 5, 6 verzichtet werden.
  • In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel des Bewegkontaktes 4 in einer schematischen Querschnittdarstellung gezeigt. Der Bewegkontakt 4 weist eine (kreis-)zylindersymmetrische Geometrie auf, wobei die Symmetrieachse durch die Linie 9 angedeutet ist.
  • Der Bewegkontakt 4 umfasst einen ferromagnetischen Kern 41 aus Eisen und eine gut leitende Außenhülle 42 aus Aluminium. Der ferromagnetische Kern 41 hat dabei die Funktion, das mit dem Magnetfeld der Spulen 5, 6 wechselwirkende Magnetfeld des Bewegkontaktes 4 aufzubauen und/oder zu verstärken.
  • Der in Figur 3 gezeigte Durchmesser des Kerns 41 (im Verhältnis zum Durchmesser des Bewegkontaktes 4) kann je nach Anwendung variiert werden.
  • Figur 4 zeigt ein Anwendungsbeispiel der Trennereinheit 1 in einer schematischen Darstellung. In Figur 4 ist ein Hybrid- Schaltsystem 10 dargestellt, wobei das Hybrid-Schaltsystem 10 die Trennereinheit 1 umfasst.
  • Das Hybrid-Schaltsystem 10 weist einen Hauptpfad 12 und einen Überbrückungspfad 13 auf. Der Hauptpfad 12 und der Überbrückungspfad 13 sind parallel zueinander geschaltet. Der Hauptpfad 12 umfasst die Trennungseinheit 1 und einen Hilfsschalter 11. Der Überbrückungspfad 13 umfasst einen Leistungsschalter 14.
  • Der Hilfsschalter 11 umfasst eine Anzahl von elektronischen Schaltern, die als IGBT-Module ausgebildet sind.
  • Der Leistungsschalter 14 umfasst eine Vielzahl von in Reihe geschalteten elektronischen Schaltern, die als IGBT-Module ausgebildet sind. Die Vielzahl der elektronischen Schalter des Leistungsschalters 14 ist um ein Vielfaches höher als die Anzahl der elektronischen Schalter des Hilfsschalters 11. Beispielsweise kann der Hilfsschalter 11 zwei IGBT-Module aufweisen, während der Leistungsschalter 14 bis zu mehreren Hundert IGBT-Module umfassen kann.
  • Im Normalbetrieb einer Anlage, in die das Hybrid-Schaltsystem 10 integriert ist, fließt der Betriebsstrom im Wesentlichen über den Hauptpfad 12, da der Widerstand des Leistungsschalters 14 viel höher als der Widerstand der Trennereinheit 1 und des Hilfsschalters 11 ist.
  • Im Kurzschlussfall steigt der Strom im Hauptpfad zunächst annähernd exponentiell an. Der Hilfsschalter 11 ist dazu eingerichtet, in einem solchen Fall mit möglichst kleiner Zeitverzögerung, vorzugsweise im Mikrosekundenbereich, abzuschalten, wodurch der weiter ansteigende Strom in den Überbrückungspfad 13 kommutiert wird. Die Trennereinheit 1 wird dann in den ersten Zustand überführt, so dass der Hilfsschalter 11 durch die hohe anliegende Spannung (von bis zu mehreren Hundert Kilovolt) nicht beschädigt wird.
  • Mittels des Leistungsschalters 14 kann der in den Überbrückungspfad kommutierte Strom anschließend begrenzt werden.
  • Je nach Anordnung der elektronischen Schalter im Leistungsschalter 14 und im Hilfsschalter 11 kann das Hybrid-Schaltsystem 10 als uni- oder bidirektionaler Schalter ausgebildet sein. Im Ausführungsbeispiel der Figur 4 ist das Hybrid-Schaltsystem 10 als bidirektionaler Schalter eingerichtet, was durch entsprechende Symbole grafisch angedeutet ist.
  • Figur 5 zeigt ein einfaches Beispiel eines Multiterminal-Systems 22 mit drei Umrichterstationen 15, 16, 17, die als selbstgeführte Mehrstufenumrichter ausgeführt sind.
  • Die Umrichterstation 15 ist mit einem in Figur 5 nicht näher dargestellten dreiphasigen Wechselspannungsnetz 201 verbunden. Ebenso sind die Umrichterstationen 16 und 17 mit Wechselspannungsnetzen 202 bzw. 203 verbunden.
  • Gleichspannungsseitig sind die Umrichterstationen 15, 16, 17 über die beiden unterschiedlich gepolten Gleichstromleitungen 18 und 19 miteinander verbunden.
  • Die im Wechselspannungsnetz 201 bereitgestellte Energie wird in der Umrichterstation 15 in Gleichspannung umgewandelt. Über Gleichstromleitungen 18, 19 wird von der Umrichterstation 15 Energie zu den beiden Umrichterstationen 16, 17 transportiert, wo die Energie wieder in Wechselstrom umgewandelt und in die Wechselspannungsnetze 202 und 203 eingespeist wird. Die Trennereinheit 1 ist in der Gleichstromleitung 18 angeordnet.
  • Tritt nun beispielsweise in der Umrichterstation 17 der Fehlerfall auf, so wird die Gleichspannungsleitung spannungs- und stromlos geschaltet, so dass die Trennereinheit 1 in ihren öffnenden (ersten) Zustand überführt werden kann. Damit kann die Gleichstromleitung 18 unterbrochen und die fehlerbehaftete Umrichterstation 17 vom intakten Teil des Systems abgetrennt werden. Anschließend kann der intakte, die Umrichterstationen 15, 16 umfassende Teil des Systems wieder in Betrieb genommen werden. Der gesamte Vorgang kann in weniger als 300 ms abgeschlossen werden, so dass ein möglicher Ausfall der durch das System bereitzustellender Energie zeitlich minimiert werden kann.
  • Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Trennereinheit auch in größeren Systemen und DC-Netzen mit einer höheren Anzahl von Umrichterstationen eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft kann ihre Verwendung beispielsweise in vermaschten DC-Netzen sein.
    • Bezugszeichentabelle
    • 1
    Trennereinheit
    2
    erster Festkontakt
    21
    Ausnehmung
    3
    zweiter Festkontakt
    31
    Ausnehmung
    4
    Bewegkontakt
    41
    Kern
    42
    Außenhülle
    5, 6
    Spule
    7
    Gehäuse
    8
    Gehäuse-Innenraum
    9
    Linie
    10
    Hybrid-Schaltsystem
    11
    Hilfsschalter
    12
    Hauptpfad
    13
    Überbrückungspfad
    14
    Leistungsschalter
    15, 16, 17
    HGÜ-Anlage
    18, 19
    Gleichstromleitung
    201, 202, 203
    Wechselspannungsnetz
    22
    Multiterminal-System

Claims (13)

  1. Trennereinheit (1) zum Unterbrechen einer elektrischen Leitung umfassend
    - eine Kontaktanordnung mit einem ersten und einem zweiten Festkontakt (2, 3) sowie einem geführten Bewegkontakt (4), und
    - ein elektromagnetisches Antriebsmittel (5, 6) zur Bewegung des Bewegkontaktes (4),
    wobei in einem ersten Zustand der Trennereinheit (1) keine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Festkontakt (2, 3) besteht, und in einem zweiten Zustand der Trennereinheit (1) der Bewegkontakt (4) die beiden Festkontakte (2, 3) elektrisch miteinander verbindet, wobei die Trennereinheit (1) durch Bewegung des Bewegkontaktes (4) vom zweiten in den ersten Zustand überführbar ist,
    wobei der zweite Festkontakt (3) eine Ausnehmung (31) zur Aufnahme des Bewegkontaktes (4) aufweist, und dass der Bewegkontakt (4) zumindest teilweise in die Ausnehmung (31) eingreift, wenn die Trennereinheit (1) sich im ersten Zustand befindet, wobei das elektromagnetische Antriebsmittel (5, 6) mehrere Spulen umfasst, wobei der Bewegkontakt (4) durch geeignete Steuerung des Stromflusses durch die Spulen bewegbar ist.
  2. Trennereinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Festkontakt (2) eine Ausnehmung (21) aufweist, und der Bewegkontakt (4) zumindest teilweise in die Ausnehmung (21) des ersten Festkontaktes (2) eingreift, wenn die Trennereinheit (1) sich im zweiten Zustand befindet.
  3. Trennereinheit (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (31) des zweiten Festkontaktes (3) zur längsbeweglichen Führung des Bewegkontaktes (4) eingerichtet ist.
  4. Trennereinheit (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegkontakt (4) als stiftförmiger Pinkontakt ausgeführt ist.
  5. Trennereinheit (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegkontakt (4) einen ferromagnetischen Kern (41) und eine leitende Außenhülle (42) aufweist.
  6. Trennereinheit (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht des Bewegkontaktes (4) zwischen 1 g und 10 kg liegt.
  7. Trennereinheit (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Festkontakt (2, 3) als elektrisch leitende Tulpen ausgebildet sind.
  8. Trennereinheit (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegkontakt (4) und die beiden Festkontakte (2, 3) kreiszylindersymmetrisch ausgebildet sind, und dass der Bewegkontakt (1) entlang der Zylinderachse des Bewegkontaktes (4) verlagerbar ist.
  9. Trennereinheit (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennereinheit (1) ferner ein Gehäuse (7) umfasst, wobei das Gehäuse (7) mit Isoliergas gefüllt ist.
  10. Trennereinheit (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Isoliergas im Gehäuse (7) unter einem Druck von 1 bar bis 10 bar befindet.
  11. Trennereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Antriebsmittel eine Spule (5, 6) umfasst, wobei die Spule (5, 6) konzentrisch um den Bewegkontakt (4) angeordnet ist.
  12. Trennereinheit (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Antriebsmittel eine konzentrisch um den Bewegkontakt (4) angeordnete Spule (5, 6) umfasst, wobei die Spule (5, 6) innerhalb des Gehäuses (7) angeordnet ist.
  13. Trennereinheit (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Antriebsmittel eine konzentrisch um den Bewegkontakt (4) angeordnete Spule (5, 6) umfasst, wobei die Spule außerhalb des Gehäuses (7) angeordnet ist.
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