EP3494589A1 - System and method for switching high voltages - Google Patents

System and method for switching high voltages

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EP3494589A1
EP3494589A1 EP17764543.9A EP17764543A EP3494589A1 EP 3494589 A1 EP3494589 A1 EP 3494589A1 EP 17764543 A EP17764543 A EP 17764543A EP 3494589 A1 EP3494589 A1 EP 3494589A1
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EP
European Patent Office
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switching
units
arrangement
elements
drive
Prior art date
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EP17764543.9A
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German (de)
French (fr)
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EP3494589B1 (en
Inventor
Thomas Chyla
Oliver DUWE
Stefan Giere
Volker Lehmann
Jörg Teichmann
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Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3494589A1 publication Critical patent/EP3494589A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3494589B1 publication Critical patent/EP3494589B1/en
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H33/008—Pedestal mounted switch gear combinations
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    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/14—Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/46—Interlocking mechanisms
    • H01H33/52—Interlocking mechanisms for interlocking two or more switches

Definitions

  • the invention relates to an arrangement and a method for switching high voltages with a switching path, which comprises at least two series-connected switching units.
  • Each switching unit comprises at least one support element and elements of a kinematic chain for transmitting a switching movement of at least one drive.
  • circuit breakers for switching high voltages, in particular for switching voltages in the range of 70 kV to 1200 kV.
  • circuit breakers have contacts with fixed and / or movable contact pieces, in particular Nennstrom- and arcing contact pieces, wherein the switching
  • Arcs occur and can be deleted.
  • the breaker units, d. H. Circuit breakers close or disconnect at least one current path, in particular one current path per pole.
  • a three-pole arrangement with at least three circuit breakers, in particular at least one circuit breaker per pole is z. B. designed to switch three current paths individually, together successively or simultaneously, d. H. to disconnect or close.
  • Switching is regulated or controlled, z. B. depending on ⁇ variables of the arrangement and / or according to the energy requirements. Suitable facilities, such.
  • sensors for temperature, air pressure or malfunction may be included in the arrangements for switching high voltages, for. B. decentralized or centrally, in particular from a control room, to control a switching.
  • breaker units per pole include, in particular in series one behind the other electrically interconnected.
  • a four-fold interrupting arrangement comprise four hinterei ⁇ Nander series connected interrupter units, thereby z. B. a switching voltage of 1200 V to a voltage of 300 V per interrupter unit is reduced.
  • the modular design with multiple interrupter units allows cost-effective adaptation of the arrangement to the required maximum switching capacity, a use of breaker units which are technically simple and cost-effective to implement, with a lower maximum switching power or voltage, and a compact design.
  • the series-connected interrupter units must switch synchronously, ie substantially simultaneously, during a switching operation.
  • a drive provides the kinetic energy that is required for the switching ⁇ process.
  • a spring accumulator drive with at least one energy storage spring and / or an electric motor can be used. Hand cranks and / or a motor may be used to supply the energy to an energy storage spring which stores them up to the time of switching.
  • Multi-pole switches can have at least one drive per pole or a common drive for several poles.
  • a spring drive comprises at least one closing spring and at least one OFF ⁇ feather, or a common spring for the ON and OFF ⁇ motion.
  • Elements of the kinematic chain transmit the kinetic energy from the drive to the movable contact pieces electrical contacts when switching.
  • Gear elements such.
  • As waves and levers may be included to change the direction of movement and force ⁇ force, which z. B. transmitted via a shift rod on the movable contacts.
  • a synchronous switching requires a direct ⁇ run, ie simultaneous switching of all connected in each Rei ⁇ he interrupter units.
  • Standards require a maximum deviation in time, ie a constant velocity in egg ⁇ nem switching-on, which is within one-sixth of a vibration cycle the voltage applied to the array voltage oscillation. In a turn-off operation, the standards require synchronism of all interrupter units, which is within one-eighth of a cycle of oscillation of the voltage swing applied to the assembly.
  • the breaker units In a recurring vibration, in particular sinusoidal oscillation, having a period of 50 or 60 Hz, so-has switched with the switching on of all connected in series interrupter units within a three-hundredth of a second at 50 Hz or three-hundred-sixtieth second at 60 Hz, and the off ⁇ of all in series, the breaker units should be made within four hundredths of a second at 50 Hz, or four hundred and eighty-second seconds at 60 Hz. To achieve this, when using multiple drives, in particular one drive per interrupter unit or per pair of interrupter units, z. As with four series-connected breaker units, the drives electrically synchronized Siert.
  • the breaker units are arranged on carriers or supporting elements.
  • Support elements include z.
  • the support elements may be in the form of a column out ⁇ forms and arranged perpendicular to the plane of the foundation become.
  • two interrupter units can each be combined to form a switching unit or a switching head, arranged symmetrically on a support.
  • the interrupter units can be arranged along their longitudinal axis one behind the other, electrically connected in series angeord ⁇ net, and on the upper, that is remote from the foundation end of a support member mechanically stable. Since ⁇ forms a carrier with the switching unit arranged thereon z.
  • B. a T-shape, wherein the longitudinal axis of the switching unit in particular runs ver ⁇ parallel to the foundation substantially.
  • One pole of a four-way interrupting arrangement comprises z. B. two support elements, each with a switching head located thereon.
  • the switching heads are so angeord ⁇ net that their longitudinal axes lie on a common longitudinal axis, and all four breaker units are connected in series with each other.
  • Each support element with switching head has a drive and elements of a kinematic chain, for transmitting the switching movement from the drive to the respective switching head.
  • a synchronous switching requires an electrical synchronization of the particular two drives, which should compensate for differences in the drives, kinematic chains and breaker units to one
  • the object of the present invention is the avoidance or reduction of the problems described above.
  • it is an object to provide an arrangement and a method for switching high voltages, which enable simple and cost-effective synchronization or synchronization of interrupter units when switching.
  • the specified object is achieved by a Anord ⁇ tion for switching high voltages with the features according to Claim 1 and / or solved by a method for switching the arrangement described above according to claim 13.
  • Advantageous embodiments of the arrangement according to the invention for switching high voltages and / or the method for switching the arrangement described above are specified in the subclaims. In this case, objects of the main claims with each other and with features of subclaims and features of the dependent claims can be combined with each other.
  • An inventive arrangement for switching high voltages comprises a switching path, which has at least two series-connected switching units, each
  • Switching unit comprises at least one support element and elements of a kinematic chain for transmitting a switching movement of at least one drive.
  • the support elements of the at least two switching units are mechanically interconnected via at least one coupling element.
  • the coupling element allows a mechanical connection of the at least two series-connected switching units.
  • a mechanical adjustment of a synchronization or a synchronization of the switching units is thereby possible, in particular by changing the distance between the least one drive and at least one switching unit via elements of the kinematic chain, which are arranged on or in the coupling ⁇ element and / or support member , This saves ge ⁇ geninate an electrical synchronization cost, effort and time.
  • the coupling element furthermore leads to a mechanical stabilization of the support elements, in that they support one another via the at least one support element.
  • ⁇ special in earthquake hazard and / or other weather conditions, such. As storm, a high mechanical stability neces ⁇ dig.
  • Each switching unit may comprise at least two breaker units in the manner of a circuit breaker, in particular with electrical resistance and / or capacitor units.
  • a four-way interrupting arrangement is thereby easy to manufacture, by using two switching units, each arranged on a support element, each with two interrupter units and in particular further electrical units, such as. B. resistance and / or capacitor units.
  • the two support elements are mechanically coupled to one another via the coupling element and the switching units assigned to the support elements can be synchronized in terms of switching technology with the aid of the coupling element. It can, by the particular ⁇ special four circuit breakers, resistance and / or
  • Capacitor units connected in series with a high voltage power switches are simple and inexpensive ge ⁇ on.
  • the at least one coupling element can at least one Trä ⁇ ger, in particular, have a cross beam which connects the support members of at least two switching units with each other.
  • a cross member can be easily and inexpensively height differences z.
  • the support elements of the at least two switching units can be arranged perpendicular to a foundation, in particular parallel to each other, arranged with the switching units each on the support elements at one end of the support elements on the side facing away from the foundation.
  • a coupling element may be at least be ⁇ assigns the, especially parallel to the foundation. This ⁇ An arrangement is mechanically stable by the stiffening via the coupling element. As described above, by arranging the coupling element parallel to the foundation height differences z. B. the support elements of the switching units will compensate.
  • the drive of the at least two switching units may be formed as a common drive, in particular at least Wenig ⁇ arranged a coupling element.
  • the drive can be arranged centrally between the at least two switching units and / or central axes of the support elements. Due to the central arrangement between the two switching units on the coupling element, the distance between the drive and the switching units is the same, ie a good mechanical synchronization of the
  • the arrangement may be mirror-symmetrical, with a mirror axis extending perpendicularly through the central drive. Similar elements of the kinematic chain to both switching units allow high synchronization, ie simultaneous switching of the switching units with a small maximum difference of the switching time point.
  • the drive can z. B. be a Fe ⁇ der uman für, in particular with switch-on and off ⁇ switching spring. As a result, an arrangement for switching with high synchronization can be realized inexpensively by simple means.
  • the at least two switching units may be arranged along a common longitudinal axis one behind the other, particularly with at least four breaker units along the common longitudinal axis arranged one behind the other and in particular ⁇ sondere electrically connected in series.
  • the longitudinal axis may in particular be substantially parallel to the foundation.
  • the support element of a respective switching unit can be arranged in the middle of the switching unit, in particular with the same number of interrupter units on both sides of the support element of the respective switching unit.
  • the described construction of the arrangement according to the invention provides two T-shaped switching units with respective support elements, which provide the switching units arranged along an axis and enable a simple interconnection in series. Height differences in the foundation can z. B.
  • the support elements can be compensated by under ⁇ differently long support elements and a synchronization can be ensured ⁇ over the arrangement of the coupling element, z. B. at right angles to the support elements.
  • the support elements may be the same length, with a high synchronization is achieved by arranging the Kop ⁇ pelelements parallel to the plane of the foundation.
  • the Koppelele ⁇ element stabilizes the supporting members mechanically and allows an arrangement of an, in particular centrally arranged to drive ⁇ equidistant from the two switching units.
  • multiple drives, for. B. are used, which are fastened to the coupling element such that an equal distance between the drives to both switching units on elements of the kinematic chain.
  • Differences in elements of the kinematic chains of both drives can also be compensated by offsetting the drives to an arrangement with the same distance of the drives to both switching ⁇ units.
  • a synchronization can be achieved by moving a drive or both drives against each other along the coupling element.
  • a synchronization can also be achieved by tilting the coupling element relative to the support elements, whereby running differences of the kinematic chains can be compensated.
  • the arrangement may be a four-fold interrupting arrangement in the manner of a circuit breaker, with four ge ⁇ switched in series, in particular arranged along a common longitudinal axis of the interrupter units, in each case two breaker units are arranged on a support element and the support members via at least one coupling element, insbeson ⁇ particular in Essentially arranged with the longitudinal axis of the coupling element parallel to the common longitudinal axis of the interrupter units, formed in the manner of a web with each other me ⁇ chanically connected.
  • a particular common drive of the breaker units can be connected to the coupling element, for. B. be arranged centrally on the coupling element.
  • the structure he ⁇ laubt described switching high voltages, in particular to 1200 V, z. B.
  • the synchronization is achieved mechanically via the use of the coupling element, for. B. by changing the position of the drive on the coupling element and thus the distance via elements of the kinematic chain between the drive and the interrupter units.
  • Elements of the kinematic chain can be encompassed by the arrangement according to the invention, for transmitting the switching movement from the at least one drive to the interrupter units of the at least two switching units.
  • the elements of the kinematic chain can be arranged on or in the coupling element and / or on or in the support elements, and transmit the movement generated by the drive as a switching movement to the Unterbre ⁇ cherajien.
  • the path or the length of the path via elements of the kinematic chain on or in the support elements and / or on or in the coupling element is miter determined and / or adjusted, whereby a high synchronism of the switching movement and the WegZeit Vietnameses can be achieved.
  • the support elements of the at least two switching units may comprise insulators, in particular insulators of silicone, composites and / or ceramics.
  • the support elements of the at least two switching units may comprise metal supports, in particular of aluminum and / or steel.
  • the support elements Kings ⁇ nen be composed of insulator elements and / or metal support elements.
  • a supporting element may be of columnar construction, with an upper region
  • Insulator material in particular a ribbed zylinderförmi ⁇ gen insulator, and a lower portion of a metal support, in particular a cylindrical and / or T-shaped metal carrier.
  • the metal carrier may also be formed as a metal frame, and / or z.
  • the Isola ⁇ factors as support elements can in particular as insulator columns be arranged vertically standing on the metal frame.
  • the switching units can be arranged on the insulator columns and elements of the kinematic chain can be arranged movably on or in the coupling element, the insulator columns and / or the metal frame.
  • a drive may be arranged on the coupling element, wherein the coupling element may be part of the Metallge ⁇ stells.
  • An electrically insulating fluid may be included, in particular a liquid and / or a gas, in particular SF 6 , nitrogen, dry air, carbon dioxide, a fluoroketone, and / or a fluoronitrile.
  • the at least one insulator and / or the interrupter units can with the electrically insulating fluid, particularly a liquid and / or a gas, in particular SF 6, nitrogen, dry air, Koh ⁇ dioxide, a fluoroketone, and / or a Fluornitril be filled.
  • the distance across the elements of the kinematic chain by the drive to at least two, in particular all breaker device ⁇ units may be equal to, in particular each having the same number and the same design elements of the kinematic chain by the drive for each interrupter unit, in particular with a common drive for all Interrupter units in the middle between the at least two switching units and on
  • Structural elements such as described above have a different che length, in particular to compensate for differences in height of the foundation, and / or the at least one Kop ⁇ pelelement may be arranged on the support elements, that the distance from the drive to the switching units on elements of the kinematic chain is the same length, especially at height differences in the foundation with equal distances between the switching units to attachment points of the at least one coupling element to the switching units.
  • This is also with simple means, cost-effective mechanical high speed synchronization.
  • On the position of the coupling ⁇ elements and the drive to the switching units a synchronization can be achieved and easily readjusted.
  • the use of a common drive for the at least two, in particular all switching units is possible, which reduces costs and effort.
  • An inventive method for switching a previously described arrangement comprises that when triggering a
  • Switching kinetic energy of exactly one drive, in ⁇ particular a spring drive, is provided, and the kinetic energy via elements of the kinematic Ket ⁇ te on at least two switching units, in particular four sub-breaker units, in particular in the manner of a power ⁇ switch, is transmitted.
  • the two switch units and / or four breaker units are electrically connected in series, and each switch unit is supported on a support member.
  • the at least two support elements are connected via a common coupling element, and the kinetic energy is transmitted via elements of the kinematic chain, arranged in or on the support elements and / or the coupling element.
  • a synchronization of all interrupter units can lie within one sixth of a vibration cycle of the voltage oscillation applied to the arrangement, in particular with a periodically recurring oscillation, in particular sinusoidal oscillation, with a period of 50 or 60 Hz.
  • the synchronization of all interrupter units can lie within one-eighth of a cycle of the voltage oscillation applied to the arrangement, in particular in the case of a periodically recurring one
  • FIG. 1 shows schematically in side view a quadruple interrupting arrangements 1 for switching high voltages according to the prior art with two separate, electrically synchronized drives 8, and
  • FIG. 2 shows a schematic side view of a four-way interrupting arrangement 1 according to the invention for switching high voltages with a common drive 8 arranged on a coupling element 10.
  • FIG. 1 schematically shows a side view of a quadruple interrupting arrangement 1 for switching high voltages according to the prior art.
  • the arrangement 1 has a switching path which comprises two switching units 2, 3 connected in series, each with two interrupter units 6 connected in series.
  • the switching units 2, 3 with the breaker units 6 are each in the form of a
  • Switching head formed, which in each case on a Tragele ⁇ ment 4, 5 is arranged.
  • the two interrupter units 6 of a switching unit 2, 3, which are designed in the manner of a power switch ⁇ are spatially arranged along its longitudinal axis on a common axis 12 and connected to each other via a connecting flange 14.
  • the breaker units 6 on the respective support member 4, 5 of the switching unit 3, 4 attached.
  • the two support elements 4, 5 of the two switching units 2, 3 are each formed in the form of a column.
  • the column is constructed of different areas, eg. B. from an insulator which is fixed to the respective connecting flange 14 of the switching unit 2, 3, and which is arranged on a metal support.
  • the metal support is in the lower region 11 of the column or the
  • Support element 4, 5 arranged and z. B. formed in columnar and / or T-beam shape.
  • the support elements 4, 5 are z. B. a foundation and in particular with this over z. As screws or fastened by concreting.
  • the supporting elements 4, 5 are in particular essentially perpendicular ⁇ quite at the level of the foundation.
  • the support elements 4, 5 each form a T-shape with the associated switching unit 2, 3, with an interrupter unit 6 of the respective switching head 2, 3 being arranged to the right and left of the support element 4, 5.
  • the base is flat and horizontal ⁇ right, wherein the supporting elements 4, 5 the same height Jerusalemwei ⁇ sen.
  • the interrupter units 6 of the two switching units 2, 3 are arranged one behind the other with their respective longitudinal axis on a common longitudinal axis 12 and electrically connected in series.
  • the arrangement 1 has electrical connections 9 in order to allow the arrangement z. B. to connect to the switching power grids, generators and / or electricity consumers electrically.
  • a drive 8 is arranged, in particular in the lower region 11 on the supporting element 4, Untitled 5 buildin ⁇ .
  • the drive 8 is z. B. in the form of a spring-loaded drive with a on and a turn-off and / or a formed electric motor.
  • When switching the drive 8 provides the kinetic energy, which is required for moving the movable contact pieces of the breaker units 6.
  • Elements of a kinematic chain 7, z. B. in the form of shafts, rods and / or gear parts, are arranged on or in the support member 4, 5, for transmitting the BEWE ⁇ supply energy from the drive 8 to the movable contact pieces of the interrupter units 6, ie for transmitting the switching movement during switching.
  • the elements of the kinematic chain 7 are indicated schematically in the figures by dashed line.
  • the two drives 8 of the two switching units 2, 3 are driven elekt ⁇ interconnected and electrically synchronized to achieve a synchronous operation of the interrupter units 6 of the two switching units 2, 3 during switching. Deviations or tolerances in production and during installation can lead to different transit times of the movement over the two kinematic chains 7 of the two switching units 2, 3 with respective support elements 4, 5. Norms require during a switch-on a synchronization of all interrupter units 6 with a deviation of the switching timing of the interrupter units 6, which is within one-sixth of a vibration cycle of the voltage applied to the arrangement 1 voltage vibration. When a switch-off is on
  • Synchronization requires, in which all interrupter units 6 switch with a deviation of the switching times of the interrupter units 6, which lies within one-eighth of a vibration cycle of the voltage applied to the arrangement 1 voltage vibration.
  • FIG. 2 schematically shows, in side view, a fivefold interrupting arrangement 1 for switching high voltages according to the invention.
  • the arrangement 1 is analogous to the arrangement 1 of Figure 1, but with a coupling element 10 and a common drive 8 for all four interrupters 6.
  • the coupling element 10 is in the form of a web and in particular with its ends in each case ei ⁇ nem support element 4, 5 of the two switching units 2, 3 angeord ⁇ net.
  • An attachment of the coupling element 10 to the Tragele- elements 4, 5 may, for. B. by screws, welding, gluing or other joining techniques.
  • the common drive 8 is centered, ie arranged at the same distance to both support elements 4 and 5 and fastened ⁇ on the coupling element.
  • Differences of the kinematic chains 7 of the first and the second switching unit 2, 3 can be compensated by changing the position of the drive 8 on the coupling element 10 and / or the coupling element relative to the respective switching unit 2, 3, whereby the distance of the drive 8 to the two switching units 2, 3 via elements of the kinematic chain is determined.
  • the coupling element 10, as shown in Figure 2 be arranged parallel to the foundation, or at Unterschie ⁇ the elements of the kinematic chain 7 of the first switching unit 2 to elements of the kinematic chain 7 of the second switching unit 3, the differences by a
  • the coupling element 10 to the support elements 4, 5 are arranged such that the same length transmission paths on the kinemati ⁇ cal chain 7 from the drive 8 to the first and second switching ⁇ unit 2, 3 arise.
  • each interrupter unit 6 electrical resistance ⁇ states, capacitors and / or shields include. Elongated resistors and / or capacitors may spatially parallel to the interrupter units 6, which z. B. in the form of a circuit breaker can be arranged.
  • the coupling element 10 may be manufactured in one piece ge ⁇ , z. B. steel or aluminum, and / or arranged as a T-beam with elements of the kinematic chain 7 on the carrier, or as a hollow body, for. B.
  • a switching unit 2, 3 may comprise one, two or more breaker units 10. Thus, per switching unit 2, 3, as shown in the figures, two interrupter units are arranged linearly to each other, or z. B. three interrupter units can per
  • Switching unit 2, 3 be arranged Y-shaped.

Abstract

The invention relates to a system (1) and to a method for switching high voltages with a switching path which comprises at least two serially connected switching units (2, 3). Each switching unit (2, 3) comprises at least one support element (4, 5) and elements of a kinematic chain (7) for transferring a switching movement from at least one drive (8). The support elements (4, 5) of the at least one switching unit (2, 3) are interconnected by means of at least one coupling element (10).

Description

Beschreibung description
Anordnung und Verfahren zum Schalten von Hochspannungen Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Schalten von Hochspannungen mit einer Schaltstrecke, welche wenigstens zwei in Reihe geschaltete Schalteinheiten umfasst. Jede Schalteinheit umfasst jeweils wenigstens ein Tragelement und Elemente einer kinematischen Kette zur Übertragung einer Schaltbewegung von wenigstens einem Antrieb. The invention relates to an arrangement and a method for switching high voltages with a switching path, which comprises at least two series-connected switching units. Each switching unit comprises at least one support element and elements of a kinematic chain for transmitting a switching movement of at least one drive.
Anordnungen zum Schalten von Hochspannungen, insbesondere zum Schalten von Spannungen im Bereich von 70 kV bis 1200 kV, umfassen Leistungsschalter. Diese weisen Kontakte mit festen und/oder beweglichen Kontaktstücken auf, insbesondere Nennstrom- und Lichtbogenkontaktstücke, wobei beim Schalten Arrangements for switching high voltages, in particular for switching voltages in the range of 70 kV to 1200 kV, include circuit breakers. These have contacts with fixed and / or movable contact pieces, in particular Nennstrom- and arcing contact pieces, wherein the switching
Lichtbögen auftreten und gelöscht werden können. Die Unterbrechereinheiten, d. h. Leistungsschalter schließen oder trennen wenigstens einen Strompfad, insbesondere einen Strom- pfad pro Pol. Dadurch können Stromerzeuger- und/oder Stromverbraucher und/oder Teile von Stromnetzen voneinander getrennt oder miteinander verbunden werden. Eine dreipolige Anordnung mit wenigstens drei Leistungsschaltern, insbesondere wenigstens einem Leistungsschalter pro Pol, ist z. B. ausge- bildet, um drei Strompfade einzeln, zusammen nacheinander oder gleichzeitig zu schalten, d. h. zu trennen oder zu schließen . Arcs occur and can be deleted. The breaker units, d. H. Circuit breakers close or disconnect at least one current path, in particular one current path per pole. As a result, power generator and / or power consumers and / or parts of power grids can be separated or interconnected. A three-pole arrangement with at least three circuit breakers, in particular at least one circuit breaker per pole is z. B. designed to switch three current paths individually, together successively or simultaneously, d. H. to disconnect or close.
Dies kann insbesondere beim Auftreten von Fehlerströmen in Stromnetzen, Gerätestörungen oder beim Zu- oder Abschalten von Energieerzeugern und/oder Energieverbrauchern notwendig sein. Ein Schalten erfolgt geregelt oder gesteuert, z. B. ab¬ hängig von Messgrößen der Anordnung und/oder entsprechend dem Energiebedarf. Geeignete Einrichtungen, wie z. B. Strom- Spannungs-Messeinrichtungen, Sensoren für Temperatur, Luftdruck oder Fehlfunktionen können von der Anordnungen zum Schalten von Hochspannungen umfasst sein, z. B. um dezentral oder zentral, insbesondere von einer Schaltwarte aus, ein Schalten zu steuern. This may be necessary, in particular, when fault currents occur in power grids, device malfunctions or when power generators and / or energy consumers are switched on or off. Switching is regulated or controlled, z. B. depending on ¬ variables of the arrangement and / or according to the energy requirements. Suitable facilities, such. As current-voltage measuring devices, sensors for temperature, air pressure or malfunction may be included in the arrangements for switching high voltages, for. B. decentralized or centrally, in particular from a control room, to control a switching.
Um große Spannungen zu schalten kann eine Anordnung zum To switch high voltages, an arrangement for
Schalten mehrere Unterbrechereinheiten pro Pol umfassen, insbesondere in Reihe hintereinander elektrisch verschaltet. Z. B. kann eine vierfach unterbrechende Anordnung vier hinterei¬ nander in Reihe geschaltete Unterbrechereinheiten umfassen, wodurch z. B. eine Schaltspannung von 1200 V auf eine Span- nung von 300 V pro Unterbrechereinheit herabgesetzt wird. Der modulare Aufbau mit mehreren Unterbrechereinheiten ermöglicht eine kostengünstige Anpassung der Anordnung an die benötigte maximale Schaltleistung, eine Verwendung von technisch einfach und kostengünstig zu realisierenden Unterbrechereinhei- ten, mit geringerer maximaler Schaltleistung bzw. Spannung, sowie einen kompakten Aufbau. Die in Reihe geschalteten Unterbrechereinheiten müssen bei einem Schalten synchron, d. h. im Wesentlichen gleichzeitig schalten. Beim Schalten werden die beweglichen Kontaktstücke eines Kontakts über Elemente einer kinematischen Kette bewegt, wobei die Kontakte geöffnet oder geschlossen werden. Ein Antrieb stellt die kinetische Energie bereit, welche für den Schalt¬ vorgang benötigt wird. Als Antrieb können z. B. ein Feder- speicherantrieb mit wenigstens einer Energie-Speicherfeder und/oder ein Elektromotor verwendet werden. Handkurbeln und/oder ein Motor können verwendet werden, um die Energie einer Energie-Speicherfeder zuzuführen, welche sie bis zum SchaltZeitpunkt speichert. Mehrpolige-Schalter können wenigs- tens einen Antrieb pro Pol aufweisen, oder einen gemeinsamen Antrieb für mehrere Pole. Ein Federspeicherantrieb umfasst wenigstens eine Einschaltfeder und wenigstens eine Ausschalt¬ feder, oder eine gemeinsame Feder für die Ein- und Ausschalt¬ bewegung . Include a plurality of breaker units per pole include, in particular in series one behind the other electrically interconnected. For example, a four-fold interrupting arrangement comprise four hinterei ¬ Nander series connected interrupter units, thereby z. B. a switching voltage of 1200 V to a voltage of 300 V per interrupter unit is reduced. The modular design with multiple interrupter units allows cost-effective adaptation of the arrangement to the required maximum switching capacity, a use of breaker units which are technically simple and cost-effective to implement, with a lower maximum switching power or voltage, and a compact design. The series-connected interrupter units must switch synchronously, ie substantially simultaneously, during a switching operation. When switching, the movable contacts of a contact are moved over elements of a kinematic chain, the contacts being opened or closed. A drive provides the kinetic energy that is required for the switching ¬ process. As drive z. B. a spring accumulator drive with at least one energy storage spring and / or an electric motor can be used. Hand cranks and / or a motor may be used to supply the energy to an energy storage spring which stores them up to the time of switching. Multi-pole switches can have at least one drive per pole or a common drive for several poles. A spring drive comprises at least one closing spring and at least one OFF ¬ feather, or a common spring for the ON and OFF ¬ motion.
Elemente der kinematischen Kette übertragen die Bewegungs¬ energie vom Antrieb auf die beweglichen Kontaktstücke der elektrischen Kontakte beim Schalten. Getriebeelemente, wie z. B. Wellen und Hebel, können umfasst sein, um die Bewe¬ gungsrichtung und Kraft zu ändern, welche z. B. über eine Schaltstange auf die beweglichen Kontaktstücke übertragen werden. Für ein schnelles Schalten, insbesondere im Bereich von Millisekunden, sind große Kräfte und schnelle Bewegungen notwendig. Ein synchrones Schalten erfordert einen Gleich¬ lauf, d. h. ein gleichzeitiges Schalten jeweils aller in Rei¬ he geschalteter Unterbrechereinheiten. Normen erfordern eine maximale zeitliche Abweichung, d. h. einen Gleichlauf bei ei¬ nem Einschaltvorgang, welcher innerhalb eines Sechstels eines Schwingungszykluses der an die Anordnung angelegten Spannungsschwingung liegt. Bei einem Ausschaltvorgang erfordern die Normen einen Gleichlauf aller Unterbrechereinheiten, wel- eher innerhalb eines Achtels eines Schwingungszykluses der an die Anordnung angelegten Spannungsschwingung liegt. Elements of the kinematic chain transmit the kinetic energy from the drive to the movable contact pieces electrical contacts when switching. Gear elements, such. As waves and levers may be included to change the direction of movement and force ¬ force, which z. B. transmitted via a shift rod on the movable contacts. For a fast switching, especially in the range of milliseconds, large forces and fast movements are necessary. A synchronous switching requires a direct ¬ run, ie simultaneous switching of all connected in each Rei ¬ he interrupter units. Standards require a maximum deviation in time, ie a constant velocity in egg ¬ nem switching-on, which is within one-sixth of a vibration cycle the voltage applied to the array voltage oscillation. In a turn-off operation, the standards require synchronism of all interrupter units, which is within one-eighth of a cycle of oscillation of the voltage swing applied to the assembly.
Bei einer periodisch wiederkehrenden Schwingung, insbesondere Sinusschwingung, mit einer Periode von 50 oder 60 Hz, hat so- mit das Einschalten aller in Reihe geschalteter Unterbrechereinheiten innerhalb einer Dreihundertstel Sekunde bei 50 Hz bzw. Dreihundertsechzigstel Sekunde bei 60 Hz, und das Aus¬ schalten aller in Reihe geschalteter Unterbrechereinheiten innerhalb einer Vierhundertstel Sekunde bei 50 Hz bzw. Vier- hundertachtzigstel Sekunde bei 60 Hz zu erfolgen. Um dies zu erreichen werden bei Verwendung von mehreren Antrieben, insbesondere einem Antrieb pro Unterbrechereinheit oder pro Paar an Unterbrechereinheiten, z. B. bei vier in Reihe geschalteten Unterbrechereinheiten, die Antriebe elektrisch synchroni- siert. In a recurring vibration, in particular sinusoidal oscillation, having a period of 50 or 60 Hz, so-has switched with the switching on of all connected in series interrupter units within a three-hundredth of a second at 50 Hz or three-hundred-sixtieth second at 60 Hz, and the off ¬ of all in series, the breaker units should be made within four hundredths of a second at 50 Hz, or four hundred and eighty-second seconds at 60 Hz. To achieve this, when using multiple drives, in particular one drive per interrupter unit or per pair of interrupter units, z. As with four series-connected breaker units, the drives electrically synchronized Siert.
Die Unterbrechereinheiten sind auf Trägern bzw. Tragelementen angeordnet. Tragelemente umfassen z. B. Isolatoren aus Kera¬ mik und/oder Silikon, welche insbesondere auf Metallträgern, z. B. aus Stahl oder Aluminium, auf einem Fundament angeordnet sind. Die Tragelemente können in Form einer Säule ausge¬ bildet sein und senkrecht zur Ebene des Fundaments angeordnet werden. Aus Stabilitätsgründen können jeweils zwei Unterbrechereinheiten zu einer Schalteinheit bzw. einem Schaltkopf zusammengefasst , auf einem Träger symmetrisch angeordnet sein. Die Unterbrechereinheiten können entlang ihrer Längs- achse hintereinander, elektrisch in Reihe geschaltet angeord¬ net sein, und auf dem oberen, d. h. dem Fundament abgewandten Ende eines Tragelements mechanisch stabil befestigt sein. Da¬ bei bildet ein Träger mit der darauf angeordneten Schalteinheit z. B. eine T-Form, wobei die Längsachse der Schaltein- heit insbesondere im Wesentlichen parallel zum Fundament ver¬ läuft . The breaker units are arranged on carriers or supporting elements. Support elements include z. As isolators of Kera ¬ mik and / or silicone, which in particular on metal supports, for. B. steel or aluminum, are arranged on a foundation. The support elements may be in the form of a column out ¬ forms and arranged perpendicular to the plane of the foundation become. For reasons of stability, two interrupter units can each be combined to form a switching unit or a switching head, arranged symmetrically on a support. The interrupter units can be arranged along their longitudinal axis one behind the other, electrically connected in series angeord ¬ net, and on the upper, that is remote from the foundation end of a support member mechanically stable. Since ¬ forms a carrier with the switching unit arranged thereon z. B. a T-shape, wherein the longitudinal axis of the switching unit in particular runs ver ¬ parallel to the foundation substantially.
Ein Pol einer vierfach unterbrechenden Anordnung umfasst z. B. zwei Tragelemente, jeweils mit einem darauf befindlichem Schaltkopf. Die Schaltköpfe sind derart zueinander angeord¬ net, dass ihre Längsachsen auf einer gemeinsamen Längsachse liegen, und alle vier Unterbrechereinheiten sind in Reihe miteinander verschaltet. Jedes Tragelement mit Schaltkopf weist einen Antrieb und Elemente einer kinematischen Kette auf, zur Übertragung der Schaltbewegung vom Antrieb auf den jeweiligen Schaltkopf. Ein synchrones Schalten erfordert eine elektrische Synchronisation der insbesondere zwei Antriebe, welche Unterschiede in den Antrieben, kinematischen Ketten und Unterbrechereinheiten ausgleichen sollte, um einen One pole of a four-way interrupting arrangement comprises z. B. two support elements, each with a switching head located thereon. The switching heads are so angeord ¬ net that their longitudinal axes lie on a common longitudinal axis, and all four breaker units are connected in series with each other. Each support element with switching head has a drive and elements of a kinematic chain, for transmitting the switching movement from the drive to the respective switching head. A synchronous switching requires an electrical synchronization of the particular two drives, which should compensate for differences in the drives, kinematic chains and breaker units to one
Gleichlauf beim Schalten zu gewährleisten. Die Einstellung der elektrischen Synchronisation ist aufwendig, zeit- und kostenintensiv. To ensure synchronization during switching. The adjustment of the electrical synchronization is expensive, time-consuming and costly.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Vermeidung bzw. Reduzierung der zuvor beschriebenen Probleme. Insbesondere ist es Aufgabe eine Anordnung und ein Verfahren zum Schalten von Hochspannungen anzugeben, welche einfach und kostengünstig einen Gleichlauf bzw. eine Synchronisation von Unterbrechereinheiten beim Schalten ermöglichen. The object of the present invention is the avoidance or reduction of the problems described above. In particular, it is an object to provide an arrangement and a method for switching high voltages, which enable simple and cost-effective synchronization or synchronization of interrupter units when switching.
Die angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anord¬ nung zum Schalten von Hochspannungen mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und/oder durch ein Verfahren zum Schalten der zuvor beschriebenen Anordnung gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung zum Schalten von Hochspannungen und/oder des Verfah- rens zum Schalten der zuvor beschriebenen Anordnung sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei sind Gegenstände der Hauptansprüche untereinander und mit Merkmalen von Unteransprüchen sowie Merkmale der Unteransprüche untereinander kombinierbar . The specified object is achieved by a Anord ¬ tion for switching high voltages with the features according to Claim 1 and / or solved by a method for switching the arrangement described above according to claim 13. Advantageous embodiments of the arrangement according to the invention for switching high voltages and / or the method for switching the arrangement described above are specified in the subclaims. In this case, objects of the main claims with each other and with features of subclaims and features of the dependent claims can be combined with each other.
Eine erfindungsgemäße Anordnung zum Schalten von Hochspannungen umfasst eine Schaltstrecke, welche wenigstens zwei in Reihe geschaltete Schalteinheiten aufweist, wobei jede An inventive arrangement for switching high voltages comprises a switching path, which has at least two series-connected switching units, each
Schalteinheit jeweils wenigstens ein Tragelement und Elemente einer kinematischen Kette zur Übertragung einer Schaltbewegung von wenigstens einem Antrieb umfasst. Die Tragelemente der wenigstens zwei Schalteinheiten sind mechanisch über wenigstens ein Koppelelement miteinander verbunden. Das Koppelelement ermöglicht eine mechanische Verbindung der wenigstens zwei in Reihe geschalteten Schalteinheiten. Eine mechanische Einstellung einer Synchronisation bzw. eines Gleichlaufs der Schalteinheiten wird dadurch möglich, insbesondere durch Veränderung des Abstands zwischen dem wenigs- tens einen Antrieb und wenigstens einer Schalteinheit über Elemente der kinematischen Kette, welche am oder im Koppel¬ element und/oder Tragelement angeordnet sind. Dies spart ge¬ genüber einer elektrischen Synchronisation Kosten, Aufwand und Zeit. Das Koppelelement führt weiterhin zu einer mechani- sehen Stabilisation der Tragelemente, indem diese sich gegenseitig abstützen über das wenigstens eine Tragelement. Insbe¬ sondere bei Erdbebengefahr und/oder anderen Wettereinflüssen, wie z. B. Sturm, ist eine hohe mechanische Stabilität notwen¬ dig . Switching unit comprises at least one support element and elements of a kinematic chain for transmitting a switching movement of at least one drive. The support elements of the at least two switching units are mechanically interconnected via at least one coupling element. The coupling element allows a mechanical connection of the at least two series-connected switching units. A mechanical adjustment of a synchronization or a synchronization of the switching units is thereby possible, in particular by changing the distance between the least one drive and at least one switching unit via elements of the kinematic chain, which are arranged on or in the coupling ¬ element and / or support member , This saves ge ¬ genüber an electrical synchronization cost, effort and time. The coupling element furthermore leads to a mechanical stabilization of the support elements, in that they support one another via the at least one support element. In particular ¬ special in earthquake hazard and / or other weather conditions, such. As storm, a high mechanical stability neces ¬ dig.
Jede Schalteinheit kann wenigstens zwei Unterbrechereinheiten nach Art eines Leistungsschalters aufweisen, insbesondere mit elektrischen Widerstands- und/oder Kondensatoreinheiten. Eine vierfach unterbrechende Anordnung ist dadurch einfach herzustellen, durch Verwendung von zwei Schalteinheiten, jeweils auf einem Tragelement angeordnet, mit jeweils zwei Unterbre- chereinheiten und insbesondere weiteren elektrischen Einheiten, wie z. B. Widerstands- und/oder Kondensatoreinheiten. Die zwei Tragelemente sind über das Koppelelement miteinander mechanisch gekoppelt und die den Tragelementen zugeordneten Schalteinheiten können mit Hilfe des Koppelelements schalt- technisch synchronisiert werden. Dabei kann, durch die insbe¬ sondere vier Leistungsschalter, Widerstands- und/oder Each switching unit may comprise at least two breaker units in the manner of a circuit breaker, in particular with electrical resistance and / or capacitor units. A four-way interrupting arrangement is thereby easy to manufacture, by using two switching units, each arranged on a support element, each with two interrupter units and in particular further electrical units, such as. B. resistance and / or capacitor units. The two support elements are mechanically coupled to one another via the coupling element and the switching units assigned to the support elements can be synchronized in terms of switching technology with the aid of the coupling element. It can, by the particular ¬ special four circuit breakers, resistance and / or
Kondensatoreinheiten, mit in Reihe geschalteten Leistungsschaltern eine hohe Spannung einfach und kostengünstig ge¬ schaltet werden. Capacitor units connected in series with a high voltage power switches are simple and inexpensive ge ¬ on.
Das wenigstens eine Koppelelement kann wenigstens einen Trä¬ ger, insbesondere einen Querträger aufweisen, welcher die Tragelemente der wenigstens zwei Schalteinheiten miteinander verbindet. Ein Querträger kann durch seine Ausrichtung ein- fach und kostengünstig Höhenunterschiede z. B. der Tragele¬ mente der Schalteinheiten ausgleichen, damit der Abstand des wenigstens einen Antriebs zu den Schalteinheiten bzw. Unterbrechereinheiten gleich ist, um einen bestimmten Mindest- Gleichlauf zu gewährleisten. The at least one coupling element can at least one Trä ¬ ger, in particular, have a cross beam which connects the support members of at least two switching units with each other. A cross member can be easily and inexpensively height differences z. B. the Tragele ¬ elements of the switching units, so that the distance between the at least one drive to the switching units or interrupter units is equal to ensure a certain minimum synchronization.
Die Tragelemente der wenigstens zwei Schalteinheiten können senkrecht zu einem Fundament angeordnet sein, insbesondere parallel zueinander, mit den Schalteinheiten jeweils auf den Tragelementen an einem Ende der Tragelemente auf der dem Fun- dament abgewandten Seite angeordnet. In einem unteren Bereich der Tragelemente kann das wenigstens eine Koppelelement ange¬ ordnet sein, insbesondere parallel zum Fundament. Diese An¬ ordnung ist mechanisch stabil, durch die Versteifung über das Koppelelement. Wie zuvor beschrieben können durch Anordnung des Koppelelements parallel zum Fundament Höhenunterschiede z. B. der Tragelemente der Schalteinheiten ausgleichen werden . Der Antrieb der wenigstens zwei Schalteinheiten kann als ein gemeinsamer Antrieb ausgebildet sein, insbesondere am wenigs¬ tens einen Koppelelement angeordnet. Der Antrieb kann mittig zwischen den wenigstens zwei Schalteinheiten und/oder Mittelachsen der Tragelemente angeordnet sein. Durch die mittige Anordnung zwischen den zwei Schalteinheiten am Koppelelement, ist der Abstand zwischen dem Antrieb und den Schalteinheiten gleich, d. h. eine gute mechanische Synchronisation des The support elements of the at least two switching units can be arranged perpendicular to a foundation, in particular parallel to each other, arranged with the switching units each on the support elements at one end of the support elements on the side facing away from the foundation. In a lower region of the supporting elements, a coupling element may be at least be ¬ assigns the, especially parallel to the foundation. This ¬ An arrangement is mechanically stable by the stiffening via the coupling element. As described above, by arranging the coupling element parallel to the foundation height differences z. B. the support elements of the switching units will compensate. The drive of the at least two switching units may be formed as a common drive, in particular at least Wenig ¬ arranged a coupling element. The drive can be arranged centrally between the at least two switching units and / or central axes of the support elements. Due to the central arrangement between the two switching units on the coupling element, the distance between the drive and the switching units is the same, ie a good mechanical synchronization of the
Schaltens der zwei Schalteinheiten ist möglich. Die Anordnung kann spiegelsymmetrisch sein, mit einer Spiegelachse senkrecht durch den mittigen Antrieb verlaufend. Gleichartige Elemente der kinematischen Kette zu beiden Schalteinheiten ermöglichen einen hohen Gleichlauf, d. h. gleichzeitiges Schalten der Schalteinheiten mit geringem maximalem Unterschied des SchaltZeitpunkts . Der Antrieb kann z. B. ein Fe¬ derspeicherantrieb sein, insbesondere mit Einschalt- und Aus¬ schaltfeder. Dadurch ist mit einfachen Mitteln, kostengünstig eine Anordnung zum Schalten mit hohem Gleichlauf zu realisie- ren. Switching the two switching units is possible. The arrangement may be mirror-symmetrical, with a mirror axis extending perpendicularly through the central drive. Similar elements of the kinematic chain to both switching units allow high synchronization, ie simultaneous switching of the switching units with a small maximum difference of the switching time point. The drive can z. B. be a Fe ¬ derspeicherantrieb, in particular with switch-on and off ¬ switching spring. As a result, an arrangement for switching with high synchronization can be realized inexpensively by simple means.
Die wenigstens zwei Schalteinheiten können entlang einer gemeinsamen Längsachse hintereinander angeordnet sein, insbesondere mit wenigstens vier Unterbrechereinheiten entlang der gemeinsamen Längsachse hintereinander angeordnet und insbe¬ sondere elektrisch in Reihe geschaltet. Die Längsachse kann insbesondere im Wesentlichen parallel zum Fundament sein. Das Tragelement einer jeweiligen Schalteinheit kann mittig der Schalteinheit angeordnet sein, insbesondere mit der gleichen Anzahl an Unterbrechereinheiten auf beiden Seiten des Tragelements der jeweiligen Schalteinheit. Durch den beschriebe¬ nen Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung sind zwei T- förmige Schalteinheiten mit jeweiligem Tragelement gegeben, welche die Schalteinheiten entlang einer Achse angeordnet er- geben und ein Einfaches in Reihe verschalten ermöglichen. Höhenunterschiede im Fundament können z. B. durch unter¬ schiedlich lange Tragelemente ausgeglichen werden und ein Gleichlauf kann über die Anordnung des Koppelelements gewähr¬ leistet werden, z. B. im rechten Winkel zu den Tragelementen. Alternativ können die Tragelemente gleich lang sein, wobei ein hoher Gleichlauf erreicht wird durch Anordnung des Kop¬ pelelements parallel zur Ebene des Fundaments. Das Koppelele¬ ment stabilisiert die Tragelemente mechanisch und ermöglicht eine Anordnung eines, insbesondere mittig angeordneten An¬ triebs mit gleichem Abstand zu beiden Schalteinheiten. Alternativ können mehrere Antriebe, z. B. zwei verwendet werden, welche am Koppelelement derart befestigt werden, dass ein gleicher Abstand der Antriebe zu beiden Schalteinheiten über Elemente der kinematischen Kette besteht. Unterschiede in Elementen der kinematischen Ketten beider Antriebe können auch ausgeglichen werden, durch Versatz der Antriebe zu einer Anordnung mit gleichem Abstand der Antriebe zu beiden Schalt¬ einheiten. Ein Gleichlauf kann durch verschieben eines Antriebs oder beider Antriebe gegeneinander entlang des Koppelelements erreicht werden. Ein Gleichlauf kann auch durch Verkippen des Koppelelements gegenüber den Tragelementen erreicht werden, wodurch Laufunterschiede der kinematischen Ketten ausgeglichen werden können. The at least two switching units may be arranged along a common longitudinal axis one behind the other, particularly with at least four breaker units along the common longitudinal axis arranged one behind the other and in particular ¬ sondere electrically connected in series. The longitudinal axis may in particular be substantially parallel to the foundation. The support element of a respective switching unit can be arranged in the middle of the switching unit, in particular with the same number of interrupter units on both sides of the support element of the respective switching unit. The described construction of the arrangement according to the invention provides two T-shaped switching units with respective support elements, which provide the switching units arranged along an axis and enable a simple interconnection in series. Height differences in the foundation can z. B. can be compensated by under ¬ differently long support elements and a synchronization can be ensured ¬ over the arrangement of the coupling element, z. B. at right angles to the support elements. Alternatively, the support elements may be the same length, with a high synchronization is achieved by arranging the Kop ¬ pelelements parallel to the plane of the foundation. The Koppelele ¬ element stabilizes the supporting members mechanically and allows an arrangement of an, in particular centrally arranged to drive ¬ equidistant from the two switching units. Alternatively, multiple drives, for. B. are used, which are fastened to the coupling element such that an equal distance between the drives to both switching units on elements of the kinematic chain. Differences in elements of the kinematic chains of both drives can also be compensated by offsetting the drives to an arrangement with the same distance of the drives to both switching ¬ units. A synchronization can be achieved by moving a drive or both drives against each other along the coupling element. A synchronization can also be achieved by tilting the coupling element relative to the support elements, whereby running differences of the kinematic chains can be compensated.
Die Anordnung kann eine vierfach unterbrechende Anordnung nach Art eines Leistungsschalters sein, mit vier in Reihe ge¬ schalteten, insbesondere entlang einer gemeinsamen Längsachse angeordneten Unterbrechereinheiten, wobei jeweils zwei Unterbrechereinheiten auf einem Tragelement angeordnet sind und die Tragelemente über wenigstens ein Koppelelement, insbeson¬ dere im Wesentlichen mit der Längsachse des Koppelelements parallel zur gemeinsamen Längsachse der Unterbrechereinheiten angeordnet, nach Art eines Stegs ausgebildet miteinander me¬ chanisch verbunden sind. Ein insbesondere gemeinsamer Antrieb der Unterbrechereinheiten kann am Koppelelement, z. B. mittig am Koppelement angeordnet sein. Der beschriebene Aufbau er¬ laubt das Schalten hoher Spannungen, insbesondere bis hin zu 1200 V, z. B. mit Standardleistungsschaltern für niedrigere Spannungen, bei geringen Kosten und einem hohen Gleichlauf. Der Gleichlauf wird mechanisch über die Verwendung des Koppelelements erreicht, z. B. durch Änderung der Position des Antriebs am Koppelelement und damit dem Abstand über Elemente der kinematischen Kette zwischen dem Antrieb und den Unterbrechereinheiten . The arrangement may be a four-fold interrupting arrangement in the manner of a circuit breaker, with four ge ¬ switched in series, in particular arranged along a common longitudinal axis of the interrupter units, in each case two breaker units are arranged on a support element and the support members via at least one coupling element, insbeson ¬ particular in Essentially arranged with the longitudinal axis of the coupling element parallel to the common longitudinal axis of the interrupter units, formed in the manner of a web with each other me ¬ chanically connected. A particular common drive of the breaker units can be connected to the coupling element, for. B. be arranged centrally on the coupling element. The structure he ¬ laubt described switching high voltages, in particular to 1200 V, z. B. with standard circuit breakers for lower voltages, at low cost and high synchronization. The synchronization is achieved mechanically via the use of the coupling element, for. B. by changing the position of the drive on the coupling element and thus the distance via elements of the kinematic chain between the drive and the interrupter units.
Elemente der kinematischen Kette können umfasst sein von der erfindungsgemäßen Anordnung, zum Übertragen der Schaltbewegung vom wenigstens einen Antrieb auf die Unterbrechereinhei¬ ten der wenigstens zwei Schalteinheiten. Die Elemente der kinematischen Kette können am oder im Koppelelement und/oder am oder in den Tragelementen angeordnet sein, und die vom Antrieb erzeugte Bewegung als Schaltbewegung auf die Unterbre¬ chereinheiten übertragen. Durch Änderung der Lage und/oder Form des Koppelelements, relativ zu den Tragelementen Elements of the kinematic chain can be encompassed by the arrangement according to the invention, for transmitting the switching movement from the at least one drive to the interrupter units of the at least two switching units. The elements of the kinematic chain can be arranged on or in the coupling element and / or on or in the support elements, and transmit the movement generated by the drive as a switching movement to the Unterbre ¬ chereinheiten. By changing the position and / or shape of the coupling element, relative to the support elements
und/oder zum Antrieb, wird der Weg bzw. die Länge des Wegs über Elemente der kinematischen Kette am oder in den Tragelementen und/oder am oder im Koppelelement mitbestimmt und/oder eingestellt, wodurch ein hoher Gleichlauf der Schaltbewegung und des SchaltZeitpunkts erreichbar ist. and / or to the drive, the path or the length of the path via elements of the kinematic chain on or in the support elements and / or on or in the coupling element is miter determined and / or adjusted, whereby a high synchronism of the switching movement and the SchaltZeitpunkts can be achieved.
Die Tragelemente der wenigstens zwei Schalteinheiten können Isolatoren umfassen, insbesondere Isolatoren aus Silikon, Verbundstoffen und/oder Keramik. Die Tragelemente der wenigstens zwei Schalteinheiten können Metallträger umfassen, insbesondere aus Aluminium und/oder Stahl. Die Tragelemente kön¬ nen zusammengesetzt sein aus Isolator-Elementen und/oder Metallträger-Elementen. Z. B. kann ein Tragelement säulenförmig aufgebaut sein, mit einem oberen Bereich aus The support elements of the at least two switching units may comprise insulators, in particular insulators of silicone, composites and / or ceramics. The support elements of the at least two switching units may comprise metal supports, in particular of aluminum and / or steel. The support elements Kings ¬ nen be composed of insulator elements and / or metal support elements. For example, a supporting element may be of columnar construction, with an upper region
Isolatormaterial, insbesondere einem gerippten zylinderförmi¬ gen Isolator, und einem unteren Bereich aus einem Metallträger, insbesondere einem zylinderförmigen und/oder T- trägerförmigen Metallträger. Der Metallträger kann auch als ein Metallgestell ausgebildet sein, und/oder z. B. die Isola¬ toren als Tragelemente können insbesondere als Isolatorsäulen senkrecht stehend auf dem Metallgestell angeordnet sein. Die Schalteinheiten können auf den Isolatorsäulen angeordnet sein und Elemente der kinematischen Kette können am oder im Koppelelement, den Isolatorsäulen und/oder dem Metallgestell be- weglich angeordnet sein. Ein Antrieb kann am Koppelelement angeordnet sein, wobei das Koppelelement Teil des Metallge¬ stells sein kann. Insulator material, in particular a ribbed zylinderförmi ¬ gen insulator, and a lower portion of a metal support, in particular a cylindrical and / or T-shaped metal carrier. The metal carrier may also be formed as a metal frame, and / or z. B. the Isola ¬ factors as support elements can in particular as insulator columns be arranged vertically standing on the metal frame. The switching units can be arranged on the insulator columns and elements of the kinematic chain can be arranged movably on or in the coupling element, the insulator columns and / or the metal frame. A drive may be arranged on the coupling element, wherein the coupling element may be part of the Metallge ¬ stells.
Ein elektrisch isolierendes Fluid kann umfasst sein, insbe- sondere eine Flüssigkeit und/oder ein Gas, insbesondere SF6, Stickstoff, trockene Luft, Kohlendioxid, ein Fluorketon, und/oder ein Fluornitril. Der wenigstens eine Isolator und/oder die Unterbrechereinheiten können mit dem elektrisch isolierenden Fluid, insbesondere einer Flüssigkeit und/oder einem Gas, insbesondere SF6, Stickstoff, trockene Luft, Koh¬ lendioxid, ein Fluorketon, und/oder ein Fluornitril, befüllt sein . An electrically insulating fluid may be included, in particular a liquid and / or a gas, in particular SF 6 , nitrogen, dry air, carbon dioxide, a fluoroketone, and / or a fluoronitrile. The at least one insulator and / or the interrupter units can with the electrically insulating fluid, particularly a liquid and / or a gas, in particular SF 6, nitrogen, dry air, Koh ¬ dioxide, a fluoroketone, and / or a Fluornitril be filled.
Der Abstand über die Elemente der kinematischen Kette vom An- trieb zu zumindest zwei, insbesondere allen Unterbrecherein¬ heiten kann gleich sein, insbesondere mit jeweils gleicher Anzahl und gleich ausgebildeten Elementen der kinematischen Kette vom Antrieb zu jeder Unterbrechereinheit, insbesondere mit einem gemeinsamen Antrieb für alle Unterbrechereinheiten mittig zwischen den wenigstens zwei Schalteinheiten und amThe distance across the elements of the kinematic chain by the drive to at least two, in particular all breaker device ¬ units may be equal to, in particular each having the same number and the same design elements of the kinematic chain by the drive for each interrupter unit, in particular with a common drive for all Interrupter units in the middle between the at least two switching units and on
Koppelelement angeordnet. Dadurch ist mit einfachen Mitteln, kostengünstig ein hoher Gleichlauf mechanisch erreichbar. Coupling arranged. As a result, with simple means, inexpensive high synchronization can be achieved mechanically.
Tragelemente können wie zuvor beschrieben eine unterschiedli- che Länge aufweisen, insbesondere zum Ausgleich von Höhenunterschieden des Fundaments, und/oder das wenigstens eine Kop¬ pelelement kann derart an den Tragelementen angeordnet sein, dass der Abstand vom Antrieb zu den Schalteinheiten über Elemente der kinematischen Kette gleich lang ist, insbesondere bei Höhenunterschieden im Fundament mit gleich langen Abständen der Schalteinheiten zu Befestigungspunkten des wenigstens einen Koppelelements an den Schalteinheiten. Dadurch ist ebenfalls mit einfachen Mitteln, kostengünstig ein hoher Gleichlauf mechanisch erreichbar. Über die Lage des Koppel¬ elements und des Antriebs zu den Schalteinheiten kann ein Gleichlauf erreicht und einfach nachjustiert werden. Die Ver- wendung von einem gemeinsamen Antrieb für die wenigstens zwei, insbesondere alle Schalteinheiten wird möglich, was Kosten und Aufwand reduziert. Structural elements such as described above have a different che length, in particular to compensate for differences in height of the foundation, and / or the at least one Kop ¬ pelelement may be arranged on the support elements, that the distance from the drive to the switching units on elements of the kinematic chain is the same length, especially at height differences in the foundation with equal distances between the switching units to attachment points of the at least one coupling element to the switching units. This is also with simple means, cost-effective mechanical high speed synchronization. On the position of the coupling ¬ elements and the drive to the switching units a synchronization can be achieved and easily readjusted. The use of a common drive for the at least two, in particular all switching units is possible, which reduces costs and effort.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Schalten einer zuvor be- schriebenen Anordnung umfasst, dass beim Auslösen eines An inventive method for switching a previously described arrangement comprises that when triggering a
Schaltvorgangs Bewegungsenergie von genau einem Antrieb, ins¬ besondere einem Federspeicherantrieb, bereitgestellt wird, und die Bewegungsenergie über Elemente der kinematischen Ket¬ te auf wenigstens zwei Schalteinheiten, insbesondere vier Un- terbrechereinheiten, insbesondere nach Art eines Leistungs¬ schalters, übertragen wird. Die zwei Schalteinheiten und/oder vier Unterbrechereinheiten werden elektrisch in Reihe geschaltet, und jede Schalteinheit wird auf einem Tragelement gelagert. Die wenigstens zwei Tragelemente werden über ein gemeinsames Koppelelement verbunden, und die Bewegungsenergie wird über Elemente der kinematischen Kette, angeordnet in oder an den Tragelementen und/oder dem Koppelelement, übertragen . Bei einem Einschaltvorgang kann ein Gleichlauf aller Unterbrechereinheiten innerhalb eines Sechstels eines Schwingungs- zykluses der an die Anordnung angelegten Spannungsschwingung liegen, insbesondere bei einer periodisch wiederkehrenden Schwingung, insbesondere Sinusschwingung, mit einer Periode von 50 oder 60 Hz. Switching kinetic energy of exactly one drive, in ¬ particular a spring drive, is provided, and the kinetic energy via elements of the kinematic Ket ¬ te on at least two switching units, in particular four sub-breaker units, in particular in the manner of a power ¬ switch, is transmitted. The two switch units and / or four breaker units are electrically connected in series, and each switch unit is supported on a support member. The at least two support elements are connected via a common coupling element, and the kinetic energy is transmitted via elements of the kinematic chain, arranged in or on the support elements and / or the coupling element. During a switch-on process, a synchronization of all interrupter units can lie within one sixth of a vibration cycle of the voltage oscillation applied to the arrangement, in particular with a periodically recurring oscillation, in particular sinusoidal oscillation, with a period of 50 or 60 Hz.
Bei einem Ausschaltvorgang kann der Gleichlauf aller Unterbrechereinheiten innerhalb eines Achtels eines Schwingungs- zykluses der an die Anordnung angelegten Spannungsschwingung liegen, insbesondere bei einer periodisch wiederkehrendenIn the case of a switch-off operation, the synchronization of all interrupter units can lie within one-eighth of a cycle of the voltage oscillation applied to the arrangement, in particular in the case of a periodically recurring one
Schwingung, insbesondere Sinusschwingung, mit einer Periode von 50 oder 60 Hz. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahren zum Schalten einer zuvor beschriebenen Anordnung nach Anspruch 13 sind analog den zuvor beschriebenen Vorteilen der Anordnung zum Oscillation, especially sinusoidal, with a period of 50 or 60 Hz. The advantages of the inventive method for switching a previously described arrangement according to claim 13 are analogous to the advantages of the arrangement described above for
Schalten von Hochspannungen nach Anspruch 1 und umgekehrt. Switching high voltages according to claim 1 and vice versa.
Im Folgenden werden Anordnungen zum Schalten von Hochspannungen nach dem Stand der Technik und ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in den Figuren 1 und 2 dargestellt und nachfolgend näher beschrieben. In the following, arrangements for switching high voltages according to the prior art and an embodiment of the invention are shown schematically in Figures 1 and 2 and described in more detail below.
Dabei zeigen die The show
Figur 1 schematisch in Seitenansicht eine vierfach unter- brechende Anordnungen 1 zum Schalten von Hochspannungen nach dem Stand der Technik mit zwei separaten, elektrisch synchronisierten Antrieben 8, und 1 shows schematically in side view a quadruple interrupting arrangements 1 for switching high voltages according to the prior art with two separate, electrically synchronized drives 8, and
Figur 2 schematisch in Seitenansicht eine erfindungsgemäße vierfach unterbrechende Anordnungen 1 zum Schalten von Hochspannungen mit einem gemeinsamen, an einem Koppelelement 10 angeordneten Antrieb 8. FIG. 2 shows a schematic side view of a four-way interrupting arrangement 1 according to the invention for switching high voltages with a common drive 8 arranged on a coupling element 10.
In Figur 1 ist schematisch in Seitenansicht eine vierfach un- terbrechende Anordnungen 1 zum Schalten von Hochspannungen nach dem Stand der Technik dargestellt. Die Anordnung 1 weist eine Schaltstrecke auf, welche zwei in Reihe geschaltete Schalteinheiten 2, 3 mit jeweils zwei in Reihe geschalteten Unterbrechereinheiten 6 umfasst. Die Schalteinheiten 2, 3 mit den Unterbrechereinheiten 6 sind jeweils in Form eines FIG. 1 schematically shows a side view of a quadruple interrupting arrangement 1 for switching high voltages according to the prior art. The arrangement 1 has a switching path which comprises two switching units 2, 3 connected in series, each with two interrupter units 6 connected in series. The switching units 2, 3 with the breaker units 6 are each in the form of a
Schaltkopfes ausgebildet, welcher jeweils auf einem Tragele¬ ment 4, 5 angeordnet ist. Die zwei Unterbrechereinheiten 6 einer Schalteinheit 2, 3, welche nach Art eines Leistungs¬ schalters ausgebildet sind, sind entlang ihrer Längsachse auf einer gemeinsamen Achse 12 räumlich hintereinander angeordnet und über einen Verbindungsflansch 14 miteinander verbunden. Im Bereich des Verbindungsflansches 14 bzw. über den Verbin- dungsflansch 14 sind die Unterbrechereinheiten 6 am jeweiligen Tragelement 4, 5 der Schalteinheit 3, 4 befestigt. Switching head formed, which in each case on a Tragele ¬ ment 4, 5 is arranged. The two interrupter units 6 of a switching unit 2, 3, which are designed in the manner of a power switch ¬ are spatially arranged along its longitudinal axis on a common axis 12 and connected to each other via a connecting flange 14. In the region of the connection flange 14 or via the connection Dungsflansch 14, the breaker units 6 on the respective support member 4, 5 of the switching unit 3, 4 attached.
Die zwei Tragelemente 4, 5 der zwei Schalteinheiten 2, 3 sind jeweils in Form einer Säule ausgebildet. Im Ausführungsbei¬ spiel der Figur 1 ist die Säule aus verschiedenen Bereichen aufgebaut, z. B. aus einem Isolator, welcher an dem jeweiligen Verbindungsflansch 14 der Schalteinheit 2, 3 befestigt ist, und welcher auf einem Metallträger angeordnet ist. Der Metallträger ist im unteren Bereich 11 der Säule bzw. desThe two support elements 4, 5 of the two switching units 2, 3 are each formed in the form of a column. In Ausführungsbei ¬ game of Figure 1, the column is constructed of different areas, eg. B. from an insulator which is fixed to the respective connecting flange 14 of the switching unit 2, 3, and which is arranged on a metal support. The metal support is in the lower region 11 of the column or the
Tragelements 4, 5 angeordnet und z. B. in Säulenform und/oder T-Trägerform ausgebildet. Die Tragelemente 4, 5 sind auf z. B. einem Fundament angeordnet und insbesondere mit diesem über z. B. Schrauben oder durch Einbetonieren befestigt. Die Tragelemente 4, 5 stehen insbesondere im Wesentlichen senk¬ recht auf der Ebene des Fundaments. Support element 4, 5 arranged and z. B. formed in columnar and / or T-beam shape. The support elements 4, 5 are z. B. a foundation and in particular with this over z. As screws or fastened by concreting. The supporting elements 4, 5 are in particular essentially perpendicular ¬ quite at the level of the foundation.
Die Tragelemente 4, 5 bilden jeweils mit der dazugehörigen Schalteinheit 2, 3 eine T-Form aus, wobei rechts und links vom Tragelement 4, 5 aus gesehen eine Unterbrechereinheit 6 des jeweiligen Schaltkopfes 2, 3 angeordnet ist. Im Ausfüh¬ rungsbeispiel der Figur 1 ist das Fundament eben und waage¬ recht, wobei die Tragelemente 4, 5 die gleiche Höhe aufwei¬ sen. Die Unterbrechereinheiten 6 der zwei Schalteinheiten 2, 3 sind hintereinander mit ihrer jeweiligen Längsachse auf einer gemeinsamen Längsachse 12 angeordnet und elektrisch in Reihe verschaltet. Am Anfang und am Ende der Reihenschaltung, d. h. am Anfang und am Ende der vier hintereinander angeordneten Unterbrechereinheiten 6, weist die Anordnung 1 elektri- sehe Anschlüsse 9 auf, um die Anordnung z. B. mit den zu schaltenden Stromnetzen, Stromerzeugern und/oder Stromverbrauchern elektrisch zu verbinden. The support elements 4, 5 each form a T-shape with the associated switching unit 2, 3, with an interrupter unit 6 of the respective switching head 2, 3 being arranged to the right and left of the support element 4, 5. In exporting ¬ approximately example of Figure 1, the base is flat and horizontal ¬ right, wherein the supporting elements 4, 5 the same height aufwei ¬ sen. The interrupter units 6 of the two switching units 2, 3 are arranged one behind the other with their respective longitudinal axis on a common longitudinal axis 12 and electrically connected in series. At the beginning and at the end of the series connection, ie at the beginning and at the end of the four interrupter units 6 arranged one behind the other, the arrangement 1 has electrical connections 9 in order to allow the arrangement z. B. to connect to the switching power grids, generators and / or electricity consumers electrically.
An jedem Tragelement 4, 5 ist ein Antrieb 8 angeordnet, ins- besondere im unteren Bereich 11 am Tragelement 4, 5 befes¬ tigt. Der Antrieb 8 ist z. B. in Form eines Federspeicherantriebs mit einer Ein- und einer Ausschaltfeder und/oder einem elektrischen Motor ausgebildet. Beim Schalten stellt der Antrieb 8 die Bewegungsenergie bereit, welche zum Bewegen der beweglichen Kontaktstücke der Unterbrechereinheiten 6 benötigt wird. Elemente einer kinematischen Kette 7, z. B. in Form von Wellen, Stangen und/oder Getriebeteilen, sind am oder im Tragelement 4, 5 angeordnet, zum Übertragen der Bewe¬ gungsenergie vom Antrieb 8 zu den beweglichen Kontaktstücken der Unterbrechereinheiten 6, d. h. zum Übertragen der Schaltbewegung beim Schalten. Die Elemente der kinematischen Kette 7 sind in den Figuren schematisch durch gestrichelte Linie angedeutet . At each supporting element 4, 5, a drive 8 is arranged, in particular in the lower region 11 on the supporting element 4, Untitled 5 buildin ¬. The drive 8 is z. B. in the form of a spring-loaded drive with a on and a turn-off and / or a formed electric motor. When switching the drive 8 provides the kinetic energy, which is required for moving the movable contact pieces of the breaker units 6. Elements of a kinematic chain 7, z. B. in the form of shafts, rods and / or gear parts, are arranged on or in the support member 4, 5, for transmitting the BEWE ¬ supply energy from the drive 8 to the movable contact pieces of the interrupter units 6, ie for transmitting the switching movement during switching. The elements of the kinematic chain 7 are indicated schematically in the figures by dashed line.
Die zwei Antriebe 8 der zwei Schalteinheiten 2, 3 sind elekt¬ risch miteinander verbunden und elektrisch synchronisiert, um einen Gleichlauf der Unterbrechereinheiten 6 der zwei Schalteinheiten 2, 3 beim Schalten zu erreichen. Abweichungen bzw. Toleranzen in der Produktion und bei der Aufstellung können zu unterschiedlichen Laufzeiten der Bewegung über die zwei kinematischen Ketten 7 der zwei Schalteinheiten 2, 3 mit je- weiligen Tragelementen 4, 5 führen. Normen erfordern bei einem Einschaltvorgang einen Gleichlauf aller Unterbrechereinheiten 6 mit einer Abweichung der SchaltZeitpunkte der Unterbrechereinheiten 6, welche innerhalb eines Sechstels eines Schwingungszykluses der an die Anordnung 1 angelegten Span- nungsschwingung liegt. Bei einem Ausschaltvorgang wird einThe two drives 8 of the two switching units 2, 3 are driven elekt ¬ interconnected and electrically synchronized to achieve a synchronous operation of the interrupter units 6 of the two switching units 2, 3 during switching. Deviations or tolerances in production and during installation can lead to different transit times of the movement over the two kinematic chains 7 of the two switching units 2, 3 with respective support elements 4, 5. Norms require during a switch-on a synchronization of all interrupter units 6 with a deviation of the switching timing of the interrupter units 6, which is within one-sixth of a vibration cycle of the voltage applied to the arrangement 1 voltage vibration. When a switch-off is on
Gleichlauf erfordert, bei welchem alle Unterbrechereinheiten 6 mit einer Abweichung der SchaltZeitpunkte der Unterbrechereinheiten 6 schalten, welche innerhalb eines Achtels eines Schwingungszykluses der an die Anordnung 1 angelegten Span- nungsschwingung liegt. Synchronization requires, in which all interrupter units 6 switch with a deviation of the switching times of the interrupter units 6, which lies within one-eighth of a vibration cycle of the voltage applied to the arrangement 1 voltage vibration.
Insbesondere bei einer periodisch wiederkehrenden Schwingung, z. B. einer Sinusschwingung mit einer Periode von 50 oder 60 Hz, liegt die maximal erlaubte Abweichung der Schaltzeit- punkte der Unterbrechereinheiten 6, d. h. der Gleichlauf im Bereich von Millisekunden. Eine elektrische Synchronisation beider Antriebe 8, welche Unterschiede in den kinematischen Ketten 7 z. B. auf Grund von Produktionstoleranzen mit berücksichtigt, und welche zu einem erforderlichen Gleichlauf führt, ist aufwendig und kostspielig. Z. B. aufwendige Test¬ reihen für jede Anordnung 1 können notwendig sein. Especially with a periodically recurring vibration, z. B. a sine wave with a period of 50 or 60 Hz, is the maximum allowable deviation of the switching time points of the interrupter units 6, ie the synchronization in the range of milliseconds. An electrical synchronization of both drives 8, which differences in the kinematic Chains 7 z. B. taken into account due to production tolerances, and which leads to a required synchronization, is complicated and expensive. For example, extensive test ¬ rows for each assembly 1 may be necessary.
In Figur 2 ist schematisch in Seitenansicht eine erfindungs¬ gemäße vierfach unterbrechende Anordnungen 1 zum Schalten von Hochspannungen dargestellt. Die Anordnung 1 ist analog der Anordnung 1 der Figur 1, jedoch mit einem Koppelelement 10 und einem gemeinsamen Antrieb 8 für alle vier Unterbrechereinheiten 6. Das Koppelelement 10 ist in Form eines Steges ausgebildet und insbesondere mit seinen Enden jeweils an ei¬ nem Tragelement 4, 5 der zwei Schalteinheiten 2, 3 angeord¬ net. Eine Befestigung des Koppelelements 10 an den Tragele- menten 4, 5 kann z. B. durch Schrauben, Schweißen, Kleben oder andere Verbindungstechniken erfolgen. Der gemeinsame Antrieb 8 ist mittig, d. h. mit gleichem Abstand zu beiden Tragelementen 4 und 5 angeordnet und am Koppelelement 10 be¬ festigt . FIG. 2 schematically shows, in side view, a fivefold interrupting arrangement 1 for switching high voltages according to the invention. The arrangement 1 is analogous to the arrangement 1 of Figure 1, but with a coupling element 10 and a common drive 8 for all four interrupters 6. The coupling element 10 is in the form of a web and in particular with its ends in each case ei ¬ nem support element 4, 5 of the two switching units 2, 3 angeord ¬ net. An attachment of the coupling element 10 to the Tragele- elements 4, 5 may, for. B. by screws, welding, gluing or other joining techniques. The common drive 8 is centered, ie arranged at the same distance to both support elements 4 and 5 and fastened ¬ on the coupling element.
Durch Verwendung eines Antriebs 8 für alle vier Unterbrechereinheiten 6 werden Kosten gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 mit zwei Antrieben 8 gespart. Eine elektrische Synchronisation mehrerer Antriebe 8 kann entfallen, durch die Verwendung nur eines Antriebs 8, wodurch Zeit, Aufwand und Kosten gespart werden. Eine Synchronisation der Schaltzeitpunkte der Unterbrechereinheiten 6 erfolgt mechanisch über Elemente der kinematischen Kette 7 und/oder die Anordnung des Antriebs 8 am Koppelelement 10 sowie des Koppelelements 10 an den Tragelementen 4, 5. Unterschiede der kinematischen Ketten 7 der ersten und der zweiten Schalteinheit 2, 3 können ausgeglichen werden, durch Änderung der Lage des Antriebs 8 am Koppelelement 10 und/oder des Koppelelements relativ zu der jeweiligen Schalteinheit 2, 3, wodurch der Abstand des An- trieb 8 zu den zwei Schalteinheiten 2, 3 über Elemente der kinematischen Kette 7 bestimmt wird. So kann das Koppelelement 10, wie in Figur 2 dargestellt ist, parallel zum Fundament angeordnet sein, oder bei Unterschie¬ den der Elemente der kinematischen Kette 7 der ersten Schalteinheit 2 zu Elementen der kinematischen Kette 7 der zweiten Schalteinheit 3, können die Unterschiede durch ein By using a drive 8 for all four interrupter units 6 costs compared to the embodiment of Figure 1 are saved with two drives 8. An electrical synchronization of multiple drives 8 can be omitted by the use of only one drive 8, whereby time, effort and costs are saved. A synchronization of the switching times of the interrupter units 6 takes place mechanically via elements of the kinematic chain 7 and / or the arrangement of the drive 8 on the coupling element 10 and of the coupling element 10 on the support elements 4, 5. Differences of the kinematic chains 7 of the first and the second switching unit 2, 3 can be compensated by changing the position of the drive 8 on the coupling element 10 and / or the coupling element relative to the respective switching unit 2, 3, whereby the distance of the drive 8 to the two switching units 2, 3 via elements of the kinematic chain is determined. Thus, the coupling element 10, as shown in Figure 2, be arranged parallel to the foundation, or at Unterschie ¬ the elements of the kinematic chain 7 of the first switching unit 2 to elements of the kinematic chain 7 of the second switching unit 3, the differences by a
verkipptes, d. h. nicht parallel zum Untergrund angeordnetes Koppelelement 10 ausgeglichen werden. Höhenunterschiede im Fundament und/oder Längenunterschiede der Tragelemente 4, 5 können ebenfalls durch die Anordnung des Koppelelements 10 an den Tragelementen 4, 5 ausgeglichen werden. So kann z. B. das Koppelelement 10 an den Tragelementen 4, 5 derart angeordnet werden, dass gleich lange Übertragungswege über die kinemati¬ sche Kette 7 vom Antrieb 8 zur ersten und zur zweiten Schalt¬ einheit 2, 3 entstehen. tilted, ie not parallel to the ground arranged coupling element 10 can be compensated. Differences in height in the foundation and / or differences in length of the support elements 4, 5 can also be compensated by the arrangement of the coupling element 10 on the support elements 4, 5. So z. B. the coupling element 10 to the support elements 4, 5 are arranged such that the same length transmission paths on the kinemati ¬ cal chain 7 from the drive 8 to the first and second switching ¬ unit 2, 3 arise.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele können unterei¬ nander kombiniert werden und/oder können mit dem Stand der Technik kombiniert werden. In den Figuren der Einfachheit halber nicht dargestellt, können z. B. die Schalteinheiten 2, 3, insbesondere jede Unterbrechereinheit 6 elektrische Wider¬ stände, Kondensatoren und/oder Abschirmungen umfassen. Länglich ausgebildete Widerstände und/oder Kondensatoren können räumlich parallel zu den Unterbrechereinheiten 6, welche z. B. in Form eines Leistungsschalters ausgebildet sind, ange- ordnet werden. Das Koppelelement 10 kann aus einem Stück ge¬ fertigt sein, z. B. aus Stahl oder Aluminium, und/oder als T- Träger mit Elementen der kinematischen Kette 7 am Träger angeordnet, oder als Hohlkörper, z. B. mit quadratischem oder rundem Querschnitt, mit Elementen der kinematischen Kette 7 im Träger angeordnet, ausgebildet sein. Durch die Verbindung der Tragelemente 4, 5 über das Koppelelement 10 kann eine me¬ chanische Stabilisierung der Anordnung 1 erfolgen, welche im Falle von z. B. Umwelteinflüssen wie Wind oder Erdbeben zu einer höheren Zuverlässigkeit der Anordnung 1 führt. The embodiments described above can unterei ¬ Nander be combined and / or can be combined with the prior art. In the figures, not shown for simplicity, z. B. the switching units 2, 3, in particular each interrupter unit 6 electrical resistance ¬ states, capacitors and / or shields include. Elongated resistors and / or capacitors may spatially parallel to the interrupter units 6, which z. B. in the form of a circuit breaker can be arranged. The coupling element 10 may be manufactured in one piece ge ¬ , z. B. steel or aluminum, and / or arranged as a T-beam with elements of the kinematic chain 7 on the carrier, or as a hollow body, for. B. with square or round cross-section, arranged with elements of the kinematic chain 7 in the carrier, be formed. By the connection of the support elements 4, 5 via the coupling element 10, a me ¬ chanical stabilization of the arrangement 1 can take place, which in the case of z. B. environmental influences such as wind or earthquake leads to a higher reliability of the arrangement 1.
Es können von der Anordnung 1 mehr als zwei Schalteinheiten 2, 3 jeweils mit Tragelement 10 umfasst sein, mit wenigstens zwei Tragelementen 10, insbesondere allen Tragelementen 10 über das Koppelelement 10 verbunden. Es können auch mehrere Tragelemente 10 umfasst sein. Eine Schalteinheit 2, 3 kann ein, zwei oder mehr Unterbrechereinheiten 10 umfassen. So können pro Schalteinheit 2, 3, wie in den Figuren dargestellt ist, zwei Unterbrechereinheiten linear zueinander angeordnet sein, oder z. B. drei Unterbrechereinheiten können pro It may be of the arrangement 1 more than two switching units 2, 3 each with support member 10 may be included, with at least two support elements 10, in particular all support elements 10 via the coupling element 10 is connected. It can also be several support elements 10 includes. A switching unit 2, 3 may comprise one, two or more breaker units 10. Thus, per switching unit 2, 3, as shown in the figures, two interrupter units are arranged linearly to each other, or z. B. three interrupter units can per
Schalteinheit 2, 3 Y-förmig angeordnet sein. Switching unit 2, 3 be arranged Y-shaped.
Bezugs zeichenliste Reference sign list
1 Anordnung zum Schalten von Hochspannungen 1 arrangement for switching high voltages
2 erste Schalteinheit  2 first switching unit
3 zweite Schalteinheit  3 second switching unit
4 Tragelement der ersten Schalteinheit  4 supporting element of the first switching unit
5 Tragelement der zweiten Schalteinheit  5 supporting element of the second switching unit
6 Unterbrechereinheit  6 interrupter unit
7 Elemente der kinematischen Kette  7 elements of the kinematic chain
8 Antrieb  8 drive
9 elektrische Anschlüsse  9 electrical connections
10 Koppelelement  10 coupling element
11 unterer Bereich der Tragelemente  11 lower portion of the support elements
12 gemeinsame Längsachse der Unterbrechereinheiten 13 Längsachse des Koppelelements  12 common longitudinal axis of the interrupter units 13 longitudinal axis of the coupling element
14 Verbindungsflansch  14 connecting flange

Claims

Patentansprüche claims
1. Anordnung (1) zum Schalten von Hochspannungen mit einer Schaltstrecke, welche wenigstens zwei in Reihe geschaltete Schalteinheiten (2, 3) umfasst, wobei jede Schalteinheit (2, 3) jeweils wenigstens ein Tragelement (4, 5) und Elemente ei¬ ner kinematischen Kette (7) zur Übertragung einer Schaltbewegung von wenigstens einem Antrieb (8) umfasst, 1. Arrangement (1) for switching high voltages with a switching path, which comprises at least two series-connected switching units (2, 3), each switching unit (2, 3) each having at least one support element (4, 5) and elements ei ¬ ner kinematic chain (7) for transmitting a switching movement of at least one drive (8),
dadurch gekennzeichnet, dass die Tragelemente (4, 5) der we- nigstens zwei Schalteinheiten (2, 3) mechanisch über wenigstens ein Koppelelement (10) miteinander verbunden sind. characterized in that the support elements (4, 5) of the at least two switching units (2, 3) are mechanically interconnected via at least one coupling element (10).
2. Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schalteinheit (2, 3) wenigstens zwei Unterbrecher- einheiten (6) nach Art eines Leistungsschalters aufweist, insbesondere mit elektrischen Widerstands- und/oder 2. Arrangement (1) according to claim 1, characterized in that each switching unit (2, 3) at least two breaker units (6) in the manner of a circuit breaker, in particular with electrical resistance and / or
Kondensatoreinheiten . Condenser units.
3. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Koppelelement3. Arrangement (1) according to one of the preceding claims, character- ized in that the at least one coupling element
(10) wenigstens einen Träger, insbesondere einen Querträger aufweist, welcher die Tragelemente (4, 5) der wenigstens zwei Schalteinheiten (2, 3) miteinander verbindet. (10) has at least one carrier, in particular a cross member, which connects the support elements (4, 5) of the at least two switching units (2, 3) together.
4. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragelemente (4, 5) der we¬ nigstens zwei Schalteinheiten (2, 3) senkrecht zu einem Fundament angeordnet sind, insbesondere parallel zueinander, mit den Schalteinheiten (2, 3) jeweils auf den Tragelementen (4, 5) an einem Ende der Tragelemente (4, 5) auf der dem Funda¬ ment abgewandten Seite angeordnet, und/oder dass in einem unteren Bereich (11) der Tragelemente (4, 5) das wenigstens ei¬ ne Koppelelement (10) angeordnet ist, insbesondere parallel zum Fundament . 4. Arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the support elements (4, 5) of we ¬ least two switching units (2, 3) are arranged perpendicular to a foundation, in particular parallel to each other, with the switching units (2 3) are each arranged on the support elements (4, 5) at one end of the support elements (4, 5) on the side facing away from the funda ¬ ment, and / or that in a lower region (11) of the support elements (4, 5) the at least ei ¬ ne coupling element (10) is arranged, in particular parallel to the foundation.
5. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (8) der wenigstens zwei Schalteinheiten (2, 3) als ein gemeinsamer Antrieb (8) ausgebildet ist, insbesondere am wenigstens einen Koppelele¬ ment (10) angeordnet und/oder mittig zwischen den wenigstens zwei Schalteinheiten (2, 3) und/oder Mittelachsen der Trag- elemente (4, 5) angeordnet, und/oder dass der Antrieb (8) ein Federspeicherantrieb ist. 5. Arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive (8) of at least two switching units (2, 3) as a common drive (8) is formed, in particular at least one Koppelele ¬ element (10) arranged and / or centrally between the at least two switching units (2, 3) and / or central axes of the support elements (4, 5) arranged, and / or that the drive (8) is a spring-loaded drive.
6. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Schalteinhei- ten (2, 3) entlang einer gemeinsamen Längsachse (12) hintereinander angeordnet sind, insbesondere mit wenigstens vier Unterbrechereinheiten (6) entlang der gemeinsamen Längsachse (12) hintereinander angeordnet, insbesondere elektrisch in Reihe geschaltet, wobei die Längsachse (12) insbesondere im Wesentlichen parallel zum Fundament ist, und/oder dass das6. Arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two Schalteinhei- th (2, 3) along a common longitudinal axis (12) are arranged one behind the other, in particular with at least four interrupter units (6) along the common longitudinal axis (12) arranged one behind the other, in particular electrically connected in series, wherein the longitudinal axis (12) is in particular substantially parallel to the foundation, and / or that the
Tragelement (4, 5) einer jeweiligen Schalteinheit (2, 3) mit¬ tig der Schalteinheit (2, 3) angeordnet ist, insbesondere mit der gleichen Anzahl an Unterbrechereinheiten (6) auf beiden Seiten des Tragelements (4, 5) der jeweiligen Schalteinheit (2, 3) . Support element (4, 5) of a respective switching unit (2, 3) with ¬ tig the switching unit (2, 3) is arranged, in particular with the same number of interrupter units (6) on both sides of the support member (4, 5) of the respective switching unit (2, 3).
7. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1) eine vierfach unterbrechende Anordnung nach Art eines Leistungsschalters ist, mit vier in Reihe geschalteten, insbesondere entlang ei¬ ner gemeinsamen Längsachse (12) angeordneten Unterbrechereinheiten (6), wobei jeweils zwei Unterbrechereinheiten (6) auf einem Tragelement (4, 5) angeordnet sind und die Tragelemente (4, 5) über wenigstens ein Koppelelement (10), insbesondere im Wesentlichen mit der Längsachse (13) des Koppelelements (10) parallel zur gemeinsamen Längsachse (12) der Unterbre¬ chereinheiten (6) angeordnet, nach Art eines Stegs ausgebil¬ det miteinander mechanisch verbunden sind, und/oder insbesondere ein gemeinsamer Antrieb (8) der Unterbrechereinheiten (6) am Koppelelement (10), insbesondere mittig am Koppelement (10) angeordnet ist. 7. Arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the arrangement (1) is a four-way interrupting arrangement in the manner of a circuit breaker, with four series-connected, in particular along ei ¬ ner common longitudinal axis (12) arranged interrupter units ( 6), wherein in each case two interrupter units (6) on a support element (4, 5) are arranged and the support elements (4, 5) via at least one coupling element (10), in particular substantially with the longitudinal axis (13) of the coupling element (10) arranged parallel to the common longitudinal axis (12) of the Unterbre ¬ chereinheiten (6), in the manner of a web ausgebil ¬ det mechanically connected to each other, and / or in particular a common drive (8) of the interrupter units (6) on the coupling element (10), in particular is arranged centrally on the coupling element (10).
8. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Elemente der kinematischen Kette8. Arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that elements of the kinematic chain
(7) umfasst sind zum Übertragen der Schaltbewegung vom wenigstens einen Antrieb (8) auf die Unterbrechereinheiten (6) der wenigstens zwei Schalteinheiten (2, 3), insbesondere über Elemente der kinematischen Kette (7) am oder im Koppelelement (10) und/oder über Elemente der kinematischen Kette (7) am oder in den Tragelementen (4, 5) . (7) are for transmitting the switching movement of the at least one drive (8) on the interrupter units (6) of the at least two switching units (2, 3), in particular via elements of the kinematic chain (7) on or in the coupling element (10) and / or via elements of the kinematic chain (7) on or in the support elements (4, 5).
9. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragelemente (4, 5) der we¬ nigstens zwei Schalteinheiten (2, 3) Isolatoren umfassen, insbesondere Isolatoren aus Silikon, Verbundstoffen und/oder Keramik, und/oder dass die Tragelemente (4, 5) der wenigstens zwei Schalteinheiten (2, 3) Metallträger umfassen, insbesondere aus Aluminium und/oder Stahl, und/oder dass die Tragelemente (4, 5) zusammengesetzt sind aus Isolator-Elementen und/oder Metallträger-Elementen. 9. Arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the support elements (4, 5) of the we ¬ least two switching units (2, 3) comprise insulators, in particular insulators made of silicone, composites and / or ceramic, and / or that the support elements (4, 5) of the at least two switching units (2, 3) comprise metal supports, in particular of aluminum and / or steel, and / or that the support elements (4, 5) are composed of insulator elements and / or metal support elements.
10. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch isolierendes Fluid umfasst ist, insbesondere eine Flüssigkeit und/oder ein Gas, insbesondere SF6, Stickstoff, trockene Luft, Kohlendio¬ xid, ein Fluorketon, und/oder ein Fluornitril, und/oder dass der wenigstens eine Isolator (10) und/oder die Unterbrechereinheiten (6) mit dem elektrisch isolierenden Fluid, insbesondere einer Flüssigkeit und/oder einem Gas, insbesondere SF6, Stickstoff, trockene Luft, Kohlendioxid, ein Fluorketon, und/oder ein Fluornitril, befüllt sind. 10. Arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that an electrically insulating fluid is included, in particular a liquid and / or a gas, in particular SF 6 , nitrogen, dry air, carbon dioxide ¬ dioxide, a fluorine ketone, and / or a fluoronitrile, and / or that the at least one insulator (10) and / or the interrupter units (6) with the electrically insulating fluid, in particular a liquid and / or a gas, in particular SF 6 , nitrogen, dry air, carbon dioxide, a Fluoroketone, and / or a fluoronitrile, are filled.
11. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand über die Elemente der kinematischen Kette (8) vom Antrieb (8) zu zumindest zwei, insbesondere allen Unterbrechereinheiten (6) gleich ist, insbesondere mit jeweils gleicher Anzahl und gleich aus¬ gebildeten Elementen der kinematischen Kette (8) vom Antrieb11. Arrangement (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the distance over the elements of the kinematic chain (8) from the drive (8) to at least two, in particular all interrupter units (6) is equal, in particular with the same number and equal from ¬ formed elements of the kinematic chain (8) from the drive
(8) zu jeder Unterbrechereinheit (6), insbesondere mit einem gemeinsamen Antrieb (8) für alle Unterbrechereinheiten (6) mittig zwischen den wenigstens zwei Schalteinheiten (2, 3) und am Koppelelement (10) angeordnet. (8) to each interrupter unit (6), in particular with a common drive (8) for all interrupter units (6) centrally between the at least two switching units (2, 3) and arranged on the coupling element (10).
12. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Tragelemente (4, 5) eine unter¬ schiedliche Länge aufweisen, insbesondere zum Ausgleich von Höhenunterschieden des Fundaments, und/oder dass das wenigs¬ tens eine Koppelelement (10) derart an den Tragelementen (4, 5) angeordnet ist, dass der Abstand vom Antrieb (8) zu den12. Arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that support elements (4, 5) have a different length ¬ , in particular to compensate for differences in height of the foundation, and / or that the least ¬ least one coupling element (10) is arranged on the support elements (4, 5) such that the distance from the drive (8) to the
Schalteinheiten (2, 3) über Elemente der kinematischen Kette (8) gleich lang ist, insbesondere bei Höhenunterschieden im Fundament mit gleich langen Abständen der Schalteinheiten (2, 3) zu Befestigungspunkten des wenigstens einen Koppelelements (10) an den Schalteinheiten (2, 3) . Switching units (2, 3) on elements of the kinematic chain (8) is the same length, especially in height differences in the foundation with equal distances between the switching units (2, 3) to attachment points of the at least one coupling element (10) to the switching units (2, 3 ).
13. Verfahren zum Schalten einer Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auslösen eines Schaltvorgangs Bewegungsenergie von genau ei- nem Antrieb (8), insbesondere einem Federspeicherantrieb, be¬ reitgestellt wird, und die Bewegungsenergie über Elemente der kinematischen Kette (7) auf wenigstens zwei Schalteinheiten (2, 3), insbesondere vier Unterbrechereinheiten (6), insbesondere nach Art eines Leistungsschalters, übertragen wird, und wobei die zwei Schalteinheiten (2, 3) und/oder vier Unterbrechereinheiten (6) elektrisch in Reihe geschaltet werden, und wobei jede Schalteinheit (2, 3) auf einem Tragele¬ ment (4, 5) gelagert wird, und wobei die wenigstens zwei Tragelemente (4, 5) über ein gemeinsames Koppelelement (10) verbunden werden, und wobei die Bewegungsenergie über Elemen¬ te der kinematischen Kette (7) in oder an den Tragelementen (4, 5) und/oder dem Koppelelement (10) übertragen wird. 13. A method for switching an arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that when triggering a switching operation kinetic energy of exactly one drive (8), in particular a spring-loaded drive, be ¬ reitgestellt, and the kinetic energy on elements of kinematic chain (7) on at least two switching units (2, 3), in particular four breaker units (6), in particular in the manner of a circuit breaker, and wherein the two switching units (2, 3) and / or four breaker units (6) electrically are connected in series, and wherein each switching unit (2, 3) on a Tragele ¬ element (4, 5) is mounted, and wherein the at least two support elements (4, 5) via a common coupling element (10) are connected, and wherein the kinetic energy is transmitted via elements of the kinematic chain (7) in or on the support elements (4, 5) and / or the coupling element (10).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Einschaltvorgang ein Gleichlauf aller Unterbrechereinheiten (6) innerhalb eines Sechstels eines Schwingungszyk- luses der an die Anordnung (1) angelegten Spannungsschwingung liegt, insbesondere bei einer periodisch wiederkehrenden Schwingung, insbesondere Sinusschwingung, mit einer Periode von 50 oder 60 Hz. 14. The method according to claim 13, characterized in that during a switch-on a synchronization of all interrupter units (6) within a sixth of a Schwingungszyk- luses of the arrangement (1) applied voltage oscillation is, in particular with a periodically recurring oscillation, in particular sinusoidal oscillation, with a period of 50 or 60 Hz.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ausschaltvorgang der Gleichlauf aller Unterbrechereinheiten (6) innerhalb eines Achtels eines Schwingungszykluses der an die Anordnung (1) angelegten Spannungsschwingung liegt, insbesondere bei einer periodisch wiederkehrenden Schwingung, insbesondere Sinusschwingung, mit einer Periode von 50 oder 60 Hz. 15. The method according to any one of claims 13 or 14, characterized in that at a turn-off the synchronization of all interrupter units (6) within one-eighth of a vibration cycle of the arrangement (1) applied voltage oscillation, in particular in a periodically recurring oscillation, in particular sinusoidal oscillation , with a period of 50 or 60 Hz.
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