EP3586350A1 - Doppeldüsenschalter mit aussenkontakt und verfahren zum schalten des doppeldüsenschalters - Google Patents

Doppeldüsenschalter mit aussenkontakt und verfahren zum schalten des doppeldüsenschalters

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Publication number
EP3586350A1
EP3586350A1 EP18716907.3A EP18716907A EP3586350A1 EP 3586350 A1 EP3586350 A1 EP 3586350A1 EP 18716907 A EP18716907 A EP 18716907A EP 3586350 A1 EP3586350 A1 EP 3586350A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
contact piece
piece
bridging
double
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18716907.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lutz-Rüdiger JÄNICKE
Jörg Teichmann
Nils Werning
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3586350A1 publication Critical patent/EP3586350A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H01H33/7038—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by a conducting tubular gas flow enhancing nozzle
    • H01H33/7053—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by a conducting tubular gas flow enhancing nozzle having a bridging element around two hollow tubular contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H01H33/90—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism
    • H01H33/91—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism the arc-extinguishing fluid being air or gas

Definitions

  • the invention relates to a double nozzle switch and a method for switching high currents in the high voltage technology for a pole.
  • the dual-nozzle switch comprises at least one first contact which comprises at least a first and at least one second fixed contact piece and at least one first, movable bridging contact piece, via which an electrical contact between the at least one first and the at least one second fixed contact piece is produced in the switched-on state is.
  • a double nozzle switch for the high voltage technology according to the prior art is z. B. from EP 0 830 700 Bl.
  • the double nozzle switch comprises a rated current contact with two opposite, hollow-cylindrical fixed contact pieces, which are each nozzle-shaped.
  • the double jet switch further includes a compression device for extinguishing gas, in particular SF 6 .
  • the Comp ⁇ ressionsvoriques has a stationary compression piston, and a movable compression cylinder.
  • the compression cylinder comprises a bottom, which is movably arranged with the compression cylinder, and is moved when switched so that the two fixed contacts and the bridging contact piece is spatially encompassed by the compression cylinder.
  • the compression cylinder is moved with its bottom such that the bottom is at least pulled off by a contact piece and behind a gap between the fixed contact pieces, which is formed by the fixed distance of the fixed contact pieces from each other, is withdrawn.
  • the floor consists of and / or comprises an insulator, e.g.
  • the object of the present invention is to provide a double-nozzle switch and a method for switching a double-jet switch, which enable high currents via the double-jet switch, at high switching voltages and in particular at low production costs.
  • a double-nozzle switch according to the invention for switching high currents in the high-voltage technology for a pole comprises at least a first contact which comprises at least one first and at least one second fixed contact piece and at least one first, movable bridging contact piece, via which an electrical contact between in the switched-on state the at least one first and the at least one second fixed contact piece is made.
  • the double-nozzle switch further comprises at least one second contact, with at least a third and at least ei ⁇ NEM fourth fixed contact piece and at least a second, movable bridging contact piece, via which in the on state, an electrical contact between the at least one third and the at least one fourth fixed contact piece is made, wherein the at least ei ⁇ ne first and the at least one second contact are electrically connected in parallel.
  • the double jet switch of the invention has an increased maximum current ⁇ load capacity at a low manufacturing cost through the two parallel-connected contacts.
  • the double-jet switch has a low mass to move when switching and can be designed with compact dimensions and in a design with low extinguishing gas volume.
  • the current flow through the second contact can be 20 to 90%, in particular at least 50% of the
  • the at least one first and the at least one second fes ⁇ te contact piece of the double jet switch of the invention can be a hollow cylinder, in particular in each case in the form of a nozzle to be formed.
  • the at least one first, movable bridging contact piece may be hollow-cylindrical, in particular a form-fitting manner with an inner diameter, which essentially corresponds to the outer diameter of the at least a first and / or the at least one second fixed contact piece corresponds.
  • Hollow-cylindrical contact pieces have a high current carrying capacity with low mass, depending on the diameter and the thickness of the hollow cylinder wall.
  • a low mass of the contact pieces with high current carrying capacity reduces the mass to be ⁇ admirde when switching.
  • fast Druckbe ⁇ movements ie short switching times possible with little force, whereby the dimensioning of elements of the kinematic chain and a drive can turn out lower, which saves costs.
  • the at least one third and the at least one fourth fixed contact piece may be formed in the shape of a hollow cylinder, in particular in each case in the form of a sliding contact guide.
  • the at least one second, movable bridging contact piece may have a hollow cylindrical shape, in particular a sliding contact, in particular a positive fit with an outside diameter which essentially corresponds to the inside diameter of the at least one third and / or the at least one fourth fixed contact piece.
  • Sliding contact pieces are simple, inexpensive to produce, have high reliability during operation, are durable and can be moved quickly. The advantages of the design of the contact pieces in the form of hollow cylinders are as previously described.
  • a compression device may be included, with a particular stationary or movable compression piston, and / or with a particular movable compression cylinder, which has a bottom, which in particular comprises an insulator.
  • the compression device may spatially in the radial direction-between the at least one first and arranged the at least one second contact, in particular in the turned on state of the double jet ⁇ switch.
  • the compression device may be configured to extinguish an arc, which may occur during switching.
  • the execution of the compression piston with an insulator as the bottom of the compression piston allows an electrical
  • At least one first contact of the includes at least one second contact may be, in particular in the activated state of the Doppeldü ⁇ senschalters, particularly associated to the contacts respective gas spaces which in the switched-on state of the double jet switch fluidically separated from each other be Kgs ⁇ NEN.
  • the arrangement of the first contact in the interior of the second contact, in particular contact tube, results in a compact construction.
  • About fluidly separated gas spaces can a
  • Arc effectively extinguished, z. B. by blowing with quenching gas, and skipping arcs between the contacts can be prevented, in particular between the inner and outer contact tube.
  • An electrically insulating fluid may be included, in particular ⁇ sondere a liquid and / or a gas, in particular SF 6, nitrogen, dry air, carbon dioxide, a fluoroketone, and / or a Fluornitril.
  • the double-nozzle switch in particular the contacts and / or the compression device, can be filled 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 be.
  • Electrically insulating fluids serve to isolate contact pieces from one another, in particular when the double-jet switch is switched off suitable arcs particular by blowing to lö ⁇ rule.
  • Nozzles may be coated with erosion resistant material, particularly Teflon, and / or PCTFE, and / or graphite at the nozzle ends and / or comprise these materials.
  • erosion resistant material particularly Teflon, and / or PCTFE
  • graphite at the nozzle ends and / or comprise these materials.
  • a method for switching direct and / or alternating current in high-voltage engineering, in particular using a double-jet switch described above comprises, when switching on, at least one ers ⁇ tes, movable bridging contact piece at least a first contact from a first position in electrical contact with a second, fixed contact piece and without electrical contact with a first, fixed contact piece, in particular with the first bridging contact piece, the second contact piece spatially comprehensive, is moved in a second Posi ⁇ tion, with electrical contact between the first and second contact piece on the first bridging contact piece , at least one second movable bridging contact at least ei ⁇ nes in particular with the first bridging contact both the first and the second contact piece spatially at least partially comprising, and wherein the second Cont akts from a first position in electrical contact with a fourth, fixed contact piece and without electrical contact with a third, fixed contact piece, in particular with the fourth contact piece spatially at least partially encompassing the bridging contact piece, in a second position
  • the first and the second contact When switching on, the first and the second contact can be closed simultaneously. Alternatively, when switching on, the first and the second contact can be closed successively, in particular with an order in which the second contact is closed in time later than the first contact.
  • the at least one first movable bridging contact piece of the at least one first contact may be moved from a second position, with electrical contact between the first and second contact pieces via the first bridging contact piece, to a first position with electrical contact of the first bridging contact piece with the second, fixed one are moved contact piece and without electrical contact with the first fixed contact piece, and wherein the at least one second, movable Matterbrü ⁇ ckungsAuthnnen the at least one second contact of a second position with electrical contact between the third and fourth contact piece via the second bridging contact, in a first position, with electrical contact of the bridging contact piece with the fourth, fes ⁇ th contact piece and without electrical contact with the third, fixed contact piece, can be moved.
  • first contact Upon opening of the first contact may be simultaneous or as ⁇ up following, and are moved upon opening of the second contact, the movable compression cylinder with its bottom from the first, in particular the first and second contact piece of the first contact path, in particular to delete a Arc between the first and second contact ⁇ piece.
  • the advantages of the method according to the invention for switching direct and / or alternating current in high-voltage engineering, in particular using a double-nozzle switch described above, are analogous to the previously described advantages of the double-jet switch according to the invention for switching high currents in the high-voltage technology for one pole according to claim 1 and vice versa.
  • Figure 1 schematically in a sectional view of a pole a double nozzle switch 1 according to the invention in the on state, with two parallel, closed contacts 2, 6, and
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of the double nozzle scarf ⁇ ter 1 of Figure 1, in the off state, with two open contacts 2, 6th In Figure 1, a double jet Invention ⁇ according switch 1 is shown schematically in sectional view shown with a first and with a second contact 2, 6, in the closed, that is, switched-on state.
  • the double-jet switch 1 is designed for switching high voltages, in particular of direct and / or alternating voltages up to 800 kV, and for switching currents in the range of up to 500 kA.
  • the first contact 2 of the double nozzle switch 1 has two fixed, hollow-cylindrical contact pieces 3, 4 and a movable, first bridging contact piece 5.
  • the two hollow cylindrical contact pieces 3, 4 are tubular, with a common longitudinal axis.
  • Two ends of the Kunststoffstü ⁇ bridges 3, 4 are arranged opposite one another, with a gap between the ends, which is formed in its size depending on the maximum voltage to be switched, for a high dielectric strength in the off state without voltage flashovers.
  • the ends are coated with a erosion-resistant material, for. As with Teflon or PCTFE to minimize burn-off by arcing when switching.
  • the ends of the hollow cylindrical contact pieces 3, 4 are each in the form of a nozzle, ie with an inner cross-section tapering towards the end. Arcing occurring during switching can be effectively blown or extinguished by extinguishing gas, in particular SF 6 , via the nozzles.
  • the first and the second contact piece 3, 4 are each spatially fixed or fixed on the opposite side opposite the opposite ends, that is, not arranged to be movable in the double-nozzle switch 1.
  • the contact pieces 3, 4 are mirror-symmetrical, with a vertical mirror axis to the longitudinal axis of the hollow cylindrical contact pieces 3, 4, arranged and formed and have the same cross sections, in particular a same outer cross section.
  • the hollow ⁇ cylindrical contact pieces can be formed with a diameter of 50 to 200 mm, in particular 80 to 150 mm.
  • the contact pieces 3, 4 are made of a highly conductive Me ⁇ tall, especially copper, aluminum or steel. Contact surfaces with other contacts may be silver plated and / or include carbon for good electrical contact with little electrical loss over the contact.
  • the first bridging contact piece 5 is hollow-cylindrical or tubular, with an inner diameter which essentially corresponds to the outer diameter of the first and second contact piece 3, 4.
  • the first Studentsbrü ⁇ ckungsWalleterie 5 is arranged movable along the longitudinal axis. In the switched state, the first Matterbrü ⁇ ckungsWalleterie 5 is pulled over the ends of the contact pieces 3, 4 and includes these in space.
  • At one end of the first bridging contact 5 is connected via elements of a kinematic chain with a drive, which is not shown for simplicity hal ⁇ over in the figures. When switching a switching movement on the first bridging contact ⁇ piece 5 is transmitted via the drive and elements of the kinematic chain.
  • contact elements may be arranged in the form of contact fingers, for a good electrical contact between the first bridging contact piece 5 and the first contact piece 3 of the first contact 2. In the region of the second contact piece 4 of the first contact 2 in the on state, can at the first bridging contact piece 5 also z.
  • contact elements in the form of contact fingers, springs and / or sliding rings may be arranged for a good electrical contact between the first bridging contact piece
  • a compres sion ⁇ device 10 for quenching gas in particular SF 6 or dry air, arranged.
  • the compression device 10 has a stationary compression piston 11 and a movable compression cylinder 12.
  • the compression piston 11 is arranged rotationally symmetrically about the second contact piece 4, between the second contact piece 4 and the compression cylinder 12.
  • the compression cylinder 12 comprises at the end, which faces the first contact piece 3, a bottom 13 which is fixed to the compression cylinder 12 is connected and in particular fluid-tight with the first contact piece 3 concludes.
  • the bottom 13 is arranged with the Kompressi ⁇ onszylinder 12 movable along the longitudinal axis.
  • the soil consists of a particular erosion-resistant, electrically insulating material, eg.
  • a second contact 6 comprises in the on state spatially the first contact 2 and the compression device 10.
  • the second contact 6 has analogous to the first contact 2 two fixed contact pieces 7, 8, that is, a third and a fourth spatially fixed contact piece 7, 8 and a second movable bridging contact piece 9 on.
  • the third contact piece 7 and the fourth contact piece 8 are tubular or hollow cylindrical, and analogous to the first and second contact piece 3, 4 mirror-symmetrically along a mirror axis perpendicular to the common longitudinal ⁇ axis of the contact pieces 7, 8, formed and arranged.
  • the contact pieces 7, 8 are arranged with one end against ⁇ opposite and spatially fixedly mounted to the respective other end, in particular a tube end in the double nozzle switch 1 and fixed.
  • the first contact piece 3 is arranged centrally.
  • the second contact piece 4 is arranged centrally.
  • the second bridging contact piece 9 is hollow-cylindrical or tubular with an outer diameter, wel is substantially equal to the inner diameter of the contact pieces 7, 8 of the second contact 6.
  • the second bridging contact piece 9 is arranged in particular as a sliding contact in the contact pieces 7, 8 of the second contact 6 movably.
  • the second bridging contact piece 9 connects the gap between the third contact piece 7 and the fourth contact piece 8, as a result of which the second contact 6 is electrically closed.
  • the movable second bridging contact piece 9 slides when switching in the fourth contact piece 8 and protrudes in the on state with one end positively in the third contact piece 7.
  • Contact devices such. B.
  • contact fingers, slip rings and / or springs can be arranged for a good electrical contact between the second bridging contact piece 9 and the third contact piece 7 and / or between the second bridging contact piece 9 and the fourth contact piece 8, for a good electrical contact between the contact pieces
  • the compression device 10 is arranged in the radial direction between the first and second contacts 2, 6.
  • the second bridging contact piece 9 can in particular be positively connected to the movable compression cylinder 12 and can be connected via elements of the kinematic chain
  • Switching be moved, or be connected as a movable contact piece 9 directly with elements of the kinematic chain to move when switching.
  • the double nozzle switch 1 of Figure 1 is shown schematically in sectional view in the off state, with two open contacts 2, 6.
  • the first contact 2 and second contact 6 electrically and / or mechanically interrupted.
  • the first over-brückungsAuth 5 and the second MatterbrückungsAuth- piece 9 and the compression device 10 with moving the compression cylinder 12 and the bottom 13 of the Kompressionszy- Linders 12 are removed from the first contact piece 3 and drit ⁇ th contact piece 7 in particular completely around the second contact piece 4 around arranged on the side of Doppeldü ⁇ senschalters 1, on which the fourth contact piece 8 befin ⁇ det.
  • the first contact 2 When switching on, the first contact 2 is closed by moving the first bridging contact piece 5 from the second contact piece 4 towards the first contact piece 3 until electrical contact between the contact pieces 3, 4, 5, in particular the contact pieces 3 and 5, exists.
  • the hollow cylinder-shaped contact pieces 3, 4, 5 form in the region of the first contact 2, in particular a closed tube.
  • the compression cylinder 12 is pulled or pushed, ie moved, with the bottom 13 over the first contact piece 3 with the first bridging contact piece 5, and quenching gas flows through the hollow cylindrical first and second An arc, which can arise when switching between the first bridging contact piece 5 and the first contact piece 3 in the particular closed tube, can be extinguished by a gas flow.
  • the contacts 2, 6 are closed and the current flow takes place via the first and second contacts 2, 6.
  • the double-nozzle switch 1 is switched on, as shown in FIG. 1, and a high current flow through both contacts 2, 6 in the region of in particular 500 kA is possible.
  • the first contact 2 is opened, by Be ⁇ because of the first bridging contact piece 5 from the first Kon ⁇ tact piece 3 away, the second contact piece 4 back to an electrical contact between the contact pieces 3, 4, 5, in particular the contact pieces 3 and 5 is safely interrupted, with a distance of the contact pieces 4, 5 of the contact ⁇ piece 3 depending on the maximum applied voltage without electrical flashovers may occur.
  • Between the contact pieces 4, 5 and the contact piece 3 creates a particular filled with extinguishing gas gap.
  • the second contact 6 is opened.
  • the second bridging contact piece 9 is moved in particular from the third contact 7 in the direction of, and in particular in the fourth contact piece 8 until no electric and especially not me ⁇ ical more contact between the MatterbrückungsAuth- piece 9 and the third contact 7 consists, in particular the bridging contact piece 9 is inserted into the fourth contact piece 8.
  • the contacts 2, 6 are open and the flow of current through the first and second contacts 2, 6, ie the double-nozzle switch 1 is interrupted.
  • the double-jet switch 1 is switched off, as shown in FIG. 2, and a high dielectric strength of the disconnected state of the two contacts 2, 6 in the region of, in particular, up to
  • the embodiments described above can realiseei ⁇ Nander be combined and / or can be combined with the prior art.
  • the double nozzle switch 1 of FIGS. 1 and 2 is designed to switch for one pole.
  • three-pole design in particular three juxtaposed double nozzle switch 1 according to the invention are used.
  • two or more double-nozzle switches 1 can be switched in parallel for one pole.
  • two or more double-nozzle switch 1 can be connected in series for one pole. It can for insulating elements, such.
  • plastics are used.
  • burn-resistant materials eg. B. at the ends of the contact pieces 3, 4, graphite or other materials can serve.
  • the contact pieces 3, 4, 5, 7, 8, 9 can be made in one piece or from several pieces.
  • contact and / or sliding devices such as contact fingers, metal or
  • Teflon rings or coatings of the contact pieces 3, 4, 5, 7, 8, 9 and / or the compression device 10 comprises be. Different movement and / or switching sequences are possible, in particular during the movement of the bridging contact pieces 5 and 9 and of the compression cylinder 12 with bottom 13. Elements of the double jet switch 1 can also be moved independently of each other, in particular by means of transmission elements offset in time or simultaneously.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Doppeldüsenschalter (1) und ein Verfahren zum Schalten hoher Ströme in der Hochspannungstechnik für einen Pol. Der Doppeldüsenschalter (1) umfasst wenigstens einen ersten Kontakt (2), welcher wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites festes Kontaktstück (3, 4) umfasst sowie wenigstens ein erstes, bewegbares Überbrückungskontaktstück (5), über welches im eingeschalteten Zustand ein elektrischer Kontakt zwischen dem wenigstens einen ersten und dem wenigstens einen zweiten festen Kontaktstück (3, 4) hergestellt ist. Der Doppeldüsenschalter (1) umfasst desweiteren wenigstens einen zweiten Kontakt (6), mit wenigstens einem dritten und mit wenigstens einem vierten festen Kontaktstück (7, 8) sowie mit wenigstens einem zweiten, bewegbaren Überbrückungskontaktstück (9), über welches im eingeschalteten Zustand ein elektrischer Kontakt zwischen dem wenigstens einen dritten und dem wenigstens einen vierten festen Kontaktstück (7, 8) hergestellt ist. Der wenigstens eine erste und der wenigstens eine zweite Kontakt (2, 6) sind elektrisch parallel geschaltet.

Description

Beschreibung
Doppeldüsenschalter mit Außenkontakt und Verfahren zum Schalten des Doppeldüsenschalters
Die Erfindung betrifft einen Doppeldüsenschalter und ein Verfahren zum Schalten hoher Ströme in der Hochspannungstechnik für einen Pol. Der Doppeldüsenschalter umfasst wenigstens einen ersten Kontakt, welcher wenigstens ein erstes und wenigs- tens ein zweites festes Kontaktstück umfasst sowie wenigstens ein erstes, bewegbares Überbrückungskontaktstück, über welches im eingeschalteten Zustand ein elektrischer Kontakt zwischen dem wenigstens einen ersten und dem wenigstens einen zweiten festen Kontaktstück hergestellt ist.
Ein Doppeldüsenschalter für die Hochspannungstechnik nach dem Stand der Technik ist z. B. aus der EP 0 830 700 Bl bekannt. Der Doppeldüsenschalter umfasst einen Nennstromkontakt mit zwei gegenüberliegenden, hohlzylinderförmigen festen Kontakt- stücken, welche jeweils düsenförmig ausgebildet sind. Zum
Einschalten wird ein hohlzylinderförmiges Überbrückungskontaktstück derart über die zwei festen bzw. feststehenden Kontaktstücke geschoben, das ein elektrischer Kontakt zwischen den festen Kontaktstücken über das Überbrückungskontaktstück entsteht. Beim Ausschalten wird das hohlzylinderförmige Über¬ brückungskontaktstück von wenigstens einem festen Kontaktstücke zurückgezogen, bis ein ausreichender Abstand zu dem wenigstens einen Kontaktstück besteht, um den elektrischen Kontakt sicher zu trennen.
Der Doppeldüsenschalter umfasst desweiteren eine Kompressionsvorrichtung für Löschgas, insbesondere für SF6. Die Komp¬ ressionsvorrichtung weist einen ortsfesten Kompressionskolben und einen beweglichen Kompressionszylinder auf. Der Kompres- sionszylinder umfasst einen Boden, welcher mit dem Kompressionszylinder beweglich angeordnet ist, und beim Einschalten derart bewegt wird, dass die zwei festen Kontaktstücke und das Überbrückungskontaktstück von dem Kompressionszylinder räumlich umfasst werden. Beim Ausschalten wird der Kompressionszylinder mit seinem Boden derart bewegt, dass der Boden wenigstens von einem Kontaktstück abgezogen wird und hinter einen Spalt zwischen den festen Kontaktstücken, welcher durch den festen Abstand der festen Kontaktstücke voneinander gebildet wird, zurückgezogen wird. Der Boden besteht aus und/oder umfasst einen Isolator, z. B. Teflon und/oder PCTFE. Ein Lichtbogen, welcher beim Schalten zwischen Kontaktstücken entstehen kann, wird durch Löschgasströmungen beim Schalten durch die holzylinderförmigen festen Kontaktstücke in Düsenform und durch die Kompressionsvorrichtung gelöscht bzw. ausgeblasen. Im eingeschalteten Zustand ist der maximal mögliche Strom über den Doppeldüsenschalter begrenzt, z. B. durch das Material der Kontaktstücke, dem leitfähigen Durchmesser der Kontaktstücke und dem elektrischen Kontakt zwischen den fes¬ ten Kontaktstücken und dem Überbrückungskontaktstück. Eine Erhöhung des maximal möglichen Stroms, bei welchem der Dop- peldüsenschalter nicht beschädigt wird, durch Erhöhung des leitfähigen Durchmessers der Kontaktstücke, führt zu einer Zunahme der zu bewegenden Masse, einer Vergrößerung des Doppeldüsenschalters und zur Erhöhung der Herstellungskosten. Der Einsatz von gut leitfähigen Materialien, wie z. B. in Form von Silberbeschichtungen auf Kontaktstücken aus z. B.
Kupfer, Stahl oder Aluminium, zur Verbesserung der Kontakte, führt zu einer starken Erhöhung der Herstellungskosten. Räumliche und finanzielle Grenzen sowie Materialeigenschaften wie elektrische Leitfähigkeit vs . Masse, führen zu Grenzen der Erhöhung des maximal möglichen Stroms über einen Doppeldüsenschalter .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Doppeldüsenschalter sowie ein Verfahren zum Schalten eines Doppeldüsen- Schalters anzugeben, welche hohe Ströme über den Doppeldüsenschalter, bei hohen Schaltspannungen und insbesondere bei geringen Herstellungskosten ermöglichen. Insbesondere ist es Aufgabe, einen Doppeldüsenschalter anzugeben, welcher im Vergleich zum Stand der Technik eine erhöhte maximale Stromtrag¬ fähigkeit aufweist, bei geringer zu bewegender Masse beim Schalten, geringen Herstellungskosten, mit kompakten Abmes- sungen und einem geringen Löschgasvolumen.
Die angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Dop¬ peldüsenschalter zum Schalten hoher Ströme in der Hochspannungstechnik für einen Pol mit den Merkmalen gemäß Patentan- spruch 1 und/oder durch ein Verfahren zum Schalten von
Gleich- und/oder Wechselstrom in der Hochspannungstechnik, insbesondere unter Verwendung des zuvor beschriebenen Doppeldüsenschalters, gemäß Patentanspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Doppeldüsenschalters zum Schalten hoher Ströme in der Hochspannungstechnik für einen Pol und/oder des Verfahrens zum Schalten von Gleich- und/oder Wechselstrom in der Hochspannungstechnik, insbesondere unter Verwendung des zuvor beschriebenen Doppeldüsenschalters, sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei sind Gegenstände der Hauptansprüche untereinander und mit Merkma¬ len von Unteransprüchen sowie Merkmale der Unteransprüche un¬ tereinander kombinierbar.
Ein erfindungsgemäßer Doppeldüsenschalter zum Schalten hoher Ströme in der Hochspannungstechnik für einen Pol, umfasst wenigstens einen ersten Kontakt, welcher wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites festes Kontaktstück umfasst sowie wenigstens ein erstes, bewegbares Überbrückungskontaktstück, über welches im eingeschalteten Zustand ein elektrischer Kon- takt zwischen dem wenigstens einen ersten und dem wenigstens einen zweiten festen Kontaktstück hergestellt ist. Der Doppeldüsenschalter umfasst desweiteren wenigstens einen zweiten Kontakt, mit wenigstens einem dritten und mit wenigstens ei¬ nem vierten festen Kontaktstück sowie mit wenigstens einem zweiten, bewegbaren Überbrückungskontaktstück, über welches im eingeschalteten Zustand ein elektrischer Kontakt zwischen dem wenigstens einen dritten und dem wenigstens einen vierten festen Kontaktstück hergestellt ist, wobei der wenigstens ei¬ ne erste und der wenigstens eine zweite Kontakt elektrisch parallel geschaltet sind. Der erfindungsgemäße Doppeldüsenschalter weist durch die zwei parallel geschalteten Kontakte eine erhöhte maximale Strom¬ tragfähigkeit bei geringen Herstellungskosten auf. Der Doppeldüsenschalter hat eine geringe zu bewegende Masse beim Schalten und kann mit kompakten Abmessungen sowie in einer Bauform mit geringem Löschgasvolumen ausgeführt werden.
Im eingeschalteten Zustand kann der Stromfluss über den zweiten Kontakt 20 bis 90%, insbesondere mindestens 50% des
Stromflusses über den ersten Kontakt sein. Um den entspre- chenden Betrag wird der maximale Stromfluss über den Doppel¬ düsenschalter im Vergleich zu Doppeldüsenschaltern, bekannt aus dem Stand der Technik, gesteigert. Andere Bauarten von Hochspannungs-Leistungsschaltern, insbesondere mit Nennstrom- und Lichtbogenkontakt, wobei wenigstens ein Nennstromkontakt- stück und wenigstens ein Lichtbogenkontaktstück bewegbar sind, und wobei die Lichtbogenkontaktstücke in Pin- und Tul¬ penform mit geringer Stromtragfähigkeit ausgebildet sind, so¬ wie mit einer extra Blasdüse zum Löschen von Lichtbögen, weisen gegenüber Doppeldüsenschaltern, bekannt aus dem Stand der Technik, nur eine Steigerung des maximalen Stromflusses von weniger als 20%, insbesondere weniger als 10% des Stromflus¬ ses über den rohrförmigen Nennstromkontakt auf, insbesondere durch den Stromfluss über den Lichtbogenkontakt. Das wenigstens eine erste und das wenigstens eine zweite fes¬ te Kontaktstück des erfindungsgemäßen Doppeldüsenschalters kann hohlzylinderförmig, insbesondere jeweils in Form einer Düse ausgebildet sein. Das wenigstens eine erste, bewegbare Überbrückungskontaktstück kann hohlzylinderförmig ausgebildet sein, insbesondere formschlüssig mit einem Innendurchmesser, welcher im Wesentlichen dem Außendurchmesser des wenigstens einen ersten und/oder des wenigstens einen zweiten festen Kontaktstücks entspricht.
Hohlzylindrische Kontaktstücke weisen bei geringer Masse gro- ße Stromtragfähigkeit auf, abhängig dem Durchmesser und der Dicke der Hohlzylinderwandung. Eine geringe Masse der Kontaktstücke bei hoher Stromtragfähigkeit verringert die zu be¬ wegende Masse beim Schalten. Dadurch sind schnelle Schaltbe¬ wegungen, d. h. kurze Schaltzeiten möglich, mit geringer Kraft, wodurch die Dimensionierung von Elementen der kinematischen Kette und eines Antriebs geringer ausfallen kann, was Kosten spart.
Das wenigstens eine dritte und das wenigstens eine vierte feste Kontaktstück können hohlzylinderförmig, insbesondere jeweils in Form einer Gleitkontaktführung ausgebildet sein. Das wenigstens eine zweite, bewegbare Überbrückungskontakt- stück kann hohlzylinderförmig, insbesondere als Gleitkontakt ausgebildet sein, insbesondere formschlüssig mit einem Außen- durchmesser, welcher im Wesentlichen dem Innendurchmesser des wenigstens einen dritten und/oder des wenigstens einen vierten festen Kontaktstücks entspricht. Gleitkontaktstücke sind einfach, kostengünstig herstellbar, weisen eine hohe Zuverlässigkeit im Betrieb auf, sind langlebig und schnell beweg- bar. Die Vorteile der Ausführung der Kontaktstücke in Form von Hohlzylindern sind wie zuvor beschrieben.
Eine Kompressionsvorrichtung kann umfasst sein, mit einem insbesondere ortsfesten oder beweglichen Kompressionskolben, und/oder mit einem insbesondere beweglichen Kompressionszylinder, welcher einen Boden aufweist, der insbesondere einen Isolator umfasst.
Die Kompressionsvorrichtung kann räumlich, in radialer Rich- tung zwischen dem wenigstens einen ersten und dem wenigstens einen zweiten Kontakt angeordnet sein, insbesondere im einge¬ schalteten Zustand des Doppeldüsenschalters. Die Kompressionsvorrichtung kann ausgebildet sein, einen Lichtbogen zu löschen, welcher beim Schalten entstehen kann. Die Ausführung des Kompressionskolbens mit einem Isolator als Boden des Kompressionskolbens, ermöglicht eine elektrische
Isolation im Bereich der Kontakte zwischen erstem und zweitem Kontakt, und verhindert somit Lichtbögen über den Boden des Kompressionskolbens beim Schalten. Räumlich, in radialer Richtung kann der wenigstens eine erste Kontakt von dem wenigstens einen zweiten Kontakt umfasst sein, insbesondere im eingeschalteten Zustand des Doppeldü¬ senschalters, insbesondere mit zu den Kontakten zugeordneten jeweiligen Gasräumen, welche im eingeschaltetem Zustand des Doppeldüsenschalters fluidisch voneinander getrennt sein kön¬ nen .
Die Anordnung des ersten Kontakts im Inneren des zweiten Kontakts, insbesondere Kontaktrohrs, ergibt einen kompakten Auf- bau. Über fluidisch voneinander getrennte Gasräume kann ein
Lichtbogen effektiv gelöscht werden, z. B. durch Beblasen mit Löschgas, und ein Überspringen von Lichtbögen zwischen den Kontakten kann verhindert werden, insbesondere zwischen dem inneren und äußeren Kontaktrohr.
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 Doppeldüsenschalter, insbeson- dere die Kontakte und/oder die Kompressionsvorrichtung können 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 sein. Elektrisch isolierende Fluide die- nen der Isolation von Kontaktstücken gegeneinander, insbesondere im ausgeschalteten Zustand des Doppeldüsenschalters, und sind geeignet Lichtbögen insbesondere durch Beblasen zu lö¬ schen .
Düsen können mit abbrandfestem Material, insbesondere Teflon, und/oder PCTFE, und/oder Graphit an den Düsenenden, beschichtet sein und/oder diese Materialien umfassen. Dadurch wird die Spannungsfestigkeit des Doppeldüsenschalters im ausge¬ schalteten Zustand erhöht und die Entstehung von Lichtbögen beim Schalten verringert bzw. das Löschen von Lichtbögen er- leichtert. Kontaktstellen von Kontaktstücken können mit gut leitendem Material, insbesondere Silber, beschichtet sein und/oder Kontakteinrichtungen, insbesondere Kontaktfinger, aufweisen. Dadurch wird im eingeschalteten Zustand des Doppeldüsenschalters über die Kontakte eine hohe Stromtragfähig- keit mit geringen elektrischen Verlusten ermöglicht.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Schalten von Gleich- und/oder Wechselstrom in der Hochspannungstechnik, insbesondere unter Verwendung eines zuvor beschriebenen Doppeldüsen- Schalters, umfasst, dass beim Einschalten wenigstens ein ers¬ tes, bewegbares Überbrückungskontaktstück wenigstens eines ersten Kontakts von einer ersten Position in elektrischem Kontakt mit einem zweiten, festen Kontaktstück und ohne elektrischem Kontakt mit einem ersten, festen Kontaktstück, insbesondere mit dem ersten Überbrückungskontaktstück das zweite Kontaktstück räumlich umfassend, in eine zweite Posi¬ tion bewegt wird, mit elektrischem Kontakt zwischen dem ersten und zweiten Kontaktstück über das erste Überbrückungskontaktstück, insbesondere mit dem ersten Überbrückungskontakt- stück sowohl das erste als auch das zweite Kontaktstück räumlich zumindest partiell umfassend, und wobei wenigstens ein zweites, bewegbares Überbrückungskontaktstück wenigstens ei¬ nes zweiten Kontakts von einer ersten Position in elektrischem Kontakt mit einem vierten, festen Kontaktstück und ohne elektrischem Kontakt mit einem dritten, festen Kontaktstück, insbesondere mit dem vierten Kontaktstück räumlich das Überbrückungskontaktstück zumindest partiell umfassend, in eine zweite Position bewegt wird, mit elektrischem Kontakt zwi¬ schen dem dritten und vierten Kontaktstück über das zweite Überbrückungskontaktstück, insbesondere mit dem zweiten Über- brückungskontaktstück sowohl von dem dritten als auch vierten Kontaktstück jeweils partiell räumlich umfasst.
Beim Einschalten kann der erste und der zweite Kontakt gleichzeitig geschlossen werden. Alternativ kann beim Einschalten der erste und der zweite Kontakt aufeinander folgend geschlossen werden, insbesondere mit einer Reihenfolge, bei welcher der zweite Kontakt zeitlich später als der erste Kontakt geschlossen wird.
Beim Ausschalten kann das wenigstens eine erste, bewegbare Überbrückungskontaktstück des wenigstens einen ersten Kontakts von einer zweiten Position, mit elektrischem Kontakt zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktstück über das erste Überbrückungskontaktstück, in eine erste Position mit elektrischem Kontakt des ersten Überbrückungskontaktstücks mit dem zweiten, festen Kontaktstück und ohne elektrischem Kontakt mit dem ersten, festen Kontaktstück, bewegt werden, und wobei das wenigstens eine zweite, bewegbare Überbrü¬ ckungskontaktstück des wenigstens einen zweiten Kontakts von einer zweiten Position, mit elektrischem Kontakt zwischen dem dritten und vierten Kontaktstück über das zweite Überbrückungskontaktstück, in eine erste Position, mit elektrischem Kontakt des Überbrückungskontaktstücks mit dem vierten, fes¬ ten Kontaktstück und ohne elektrischem Kontakt mit dem dritten, festen Kontaktstück, bewegt werden kann.
Beim Ausschalten kann der erste und der zweite Kontakt gleichzeitig geöffnet werden. Alternativ kann beim Ausschal¬ ten der erste und der zweite Kontakt aufeinander folgend ge¬ öffnet werden, insbesondere mit einer Reihenfolge, bei wel- eher der zweite Kontakt zeitlich vor dem ersten Kontakt geöffnet wird. Beim Schließen des ersten Kontakts kann gleichzeitig oder darauffolgend, und vor dem Schließen des zweiten Kontakts, ein beweglicher Kompressionszylinder mit seinem Boden über das erste, insbesondere das erste und zweite Kontaktstück des ersten Kontakts bewegt werden, insbesondere zum Beblasen ei¬ nes Lichtbogens zwischen dem ersten und zweiten Kontaktstück. Beim Öffnen des ersten Kontakts kann gleichzeitig oder da¬ rauffolgend, und nach dem Öffnen des zweiten Kontakts, der bewegliche Kompressionszylinder mit seinem Boden von dem ers- ten, insbesondere von dem ersten und zweiten Kontaktstück des ersten Kontakts weg bewegt werden, insbesondere zum Löschen eines Lichtbogens zwischen dem ersten und zweiten Kontakt¬ stück . Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Schalten von Gleich- und/oder Wechselstrom in der Hochspannungstechnik, insbesondere unter Verwendung eines zuvor beschriebenen Doppeldüsenschalters, gemäß Anspruch 9 sind analog den zuvor beschriebenen Vorteilen des erfindungsgemäßen Doppeldüsen- Schalters zum Schalten hoher Ströme in der Hochspannungstechnik für einen Pol gemäß Anspruch 1 und umgekehrt.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sche¬ matisch in den Figuren 1 und 2 dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
Dabei zeigen die
Figur 1 schematisch in Schnittansicht für einen Pol einen erfindungsgemäßen Doppeldüsenschalter 1 im eingeschalteten Zustand, mit zwei parallel geschalteten, geschlossenen Kontakten 2, 6, und
Figur 2 schematisch in Schnittansicht den Doppeldüsenschal¬ ter 1 der Figur 1, im ausgeschalteten Zustand, mit zwei geöffneten Kontakten 2, 6. In Figur 1 ist schematisch in Schnittansicht ein erfindungs¬ gemäßer Doppeldüsenschalter 1 dargestellt, mit einem ersten und mit einem zweiten Kontakt 2, 6, in geschlossenem, d. h. eingeschaltetem Zustand. Der Doppeldüsenschalter 1 ist zum Schalten von Hochspannungen, insbesondere von Gleich- und/oder Wechselspannungen bis zu 800 kV ausgebildet, und zum Schalten von Strömen im Bereich von bis zu 500 kA. Der erste Kontakt 2 des Doppeldüsenschalters 1 weist zwei feststehende, hohlzylinderförmige Kontaktstücke 3, 4 und ein bewegliches, erstes Überbrückungskontaktstück 5 auf. Die zwei hohlzylin- derförmigen Kontaktstücke 3, 4 sind rohrförmig ausgebildet, mit einer gemeinsamen Längsachse. Zwei Enden der Kontaktstü¬ cke 3, 4 sind sich gegenüberliegend angeordnet, mit einem Spalt zwischen den Enden, welcher in seiner Größe abhängig der maximal zu schaltenden Spannung ausgebildet ist, für eine hohe Spannungsfestigkeit im ausgeschalteten Zustand ohne Spannungsüberschlägen. Die Enden sind mit einem abbrandfesten Material beschichtet, z. B. mit Teflon oder PCTFE, um einen Abbrand durch Lichtbögen beim Schalten zu minimieren.
Die Enden der hohlzylinderförmigen Kontaktstücke 3, 4 sind jeweils in Form einer Düse ausgebildet, d. h. mit einem sich zum Ende hin verjüngendem inneren Querschnitt. Beim Schalten entstehende Lichtbögen können durch Löschgas, insbesondere SF6, über die Düsen effektiv beblasen bzw. gelöscht werden. Das erste und das zweite Kontaktstück 3, 4 sind jeweils auf der den gegenüberliegenden Enden entgegengesetzten Seite räumlich fest angeordnet bzw. befestigt, d. h. nicht bewegbar im Doppeldüsenschalter 1 angeordnet. Die Kontaktstücke 3, 4 sind spiegelsymmetrisch, mit einer senkrechten Spiegelachse zur Längsachse der hohlzylinderförmigen Kontaktstücke 3, 4, angeordnet sowie ausgebildet und weisen gleiche Querschnitte auf, insbesondere einen gleichen Außenquerschnitt. Die hohl¬ zylinderförmigen Kontaktstücken können mit einem Durchmesser von 50 bis 200 mm, insbesondere 80 bis 150 mm ausgebildet sein. Die Kontaktstücke 3, 4 sind aus einem gut leitendem Me¬ tall, insbesondere Kuper, Aluminium oder Stahl ausgebildet. Kontaktflächen mit anderen Kontaktstücken können, für einen guten elektrischen Kontakt mit geringen elektrischen Verlusten über den Kontakt, versilbert sein und/oder Carbon umfassen .
Das erste Überbrückungskontaktstück 5 ist hohlzylindrisch bzw. rohrförmig ausgebildet, mit einem Innendurchmesser, welcher im Wesentlichen dem Außendurchmesser des ersten und zweiten Kontaktstücks 3, 4 entspricht. Das erste Überbrü- ckungskontaktstück 5 und das erste und zweite Kontaktstück 3,
4 weisen eine gemeinsame Längsachse auf. Das erste Überbrü¬ ckungskontaktstück 5 ist entlang der Längsachse beweglich angeordnet. Im eingeschalteten Zustand ist das erste Überbrü¬ ckungskontaktstück 5 über die Enden der Kontaktstücke 3, 4 gezogen bzw. umfasst diese räumlich. An einem Ende ist das erste Überbrückungskontaktstück 5 über Elemente einer kinematischen Kette mit einem Antrieb, welcher der Einfachheit hal¬ ber in den Figuren nicht dargestellt ist, verbunden. Über den Antrieb und Elemente der kinematischen Kette wird beim Schal- ten eine Schaltbewegung auf das erste Überbrückungskontakt¬ stück 5 übertragen.
An einem Ende des ersten Überbrückungskontaktstücks 5, wel¬ ches dem Ende mit Elementen der kinematischen Kette gegenüber liegt, können z. B. Kontaktelemente in Form von Kontaktfingern angeordnet sein, für einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem erste Überbrückungskontaktstück 5 und dem ersten Kontaktstück 3 des ersten Kontakts 2. Im Bereich des zweiten Kontaktstücks 4 des ersten Kontakts 2 im eingeschalteten Zu- stand, können am ersten Überbrückungskontaktstück 5 ebenfalls z. B. Kontaktelemente in Form von Kontaktfingern, Federn und/oder Gleitringen angeordnet sein, für einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem erste Überbrückungskontaktstück
5 und dem zweiten Kontaktstück 4 des ersten Kontakts 2.
Im eingeschalteten Zustand ist um den Kontakt 2 eine Kompres¬ sionsvorrichtung 10 für Löschgas, insbesondere für SF6 oder trockene Luft, angeordnet. Die Kompressionsvorrichtung 10 weist einen ortsfesten Kompressionskolben 11 und einen beweglichen Kompressionszylinder 12 auf. Der Kompressionskolben 11 ist um das zweite Kontaktstück 4 rotationssymmetrisch ange- ordnet, zwischen dem zweiten Kontaktstück 4 und dem Kompressionszylinder 12. Der Kompressionszylinder 12 umfasst an dem Ende, welches dem ersten Kontaktstück 3 zugewandt ist, einen Boden 13, welcher mit dem Kompressionszylinder 12 fest verbunden ist und insbesondere fluiddicht mit dem ersten Kon- taktstück 3 abschließt. Der Boden 13 ist mit dem Kompressi¬ onszylinder 12 entlang der Längsachse beweglich angeordnet. Der Boden besteht aus einem insbesondere abbrandfesten, elektrisch isolierenden Material, z. B. Teflon oder PCTFE. Ein zweiter Kontakt 6 umfasst im eingeschalteten Zustand räumlich den ersten Kontakt 2 und die Kompressionsvorrichtung 10. Der zweite Kontakt 6 weist analog dem ersten Kontakt 2 zwei feste Kontaktstücke 7, 8, d. h. ein drittes und ein viertes räumlich festes Kontaktstück 7, 8 sowie ein zweites bewegliches Überbrückungskontaktstück 9 auf.
Das dritte Kontaktstück 7 und das vierte Kontaktstück 8 sind rohrförmig bzw. hohlzylinderförmig ausgebildet, und analog dem ersten und zweiten Kontaktstück 3, 4 spiegelsymmetrisch entlang einer Spiegelachse senkrecht zur gemeinsamen Längs¬ achse der Kontaktstücke 7, 8, ausgebildet und angeordnet. Die Kontaktstücke 7, 8 sind mit jeweils einem Ende sich gegen¬ überliegend angeordnet und mit dem jeweiligen anderen Ende, insbesondere Rohrende, in dem Doppeldüsenschalter 1 räumlich fest befestigt bzw. fixiert. Im Inneren des rohrförmigen dritten Kontaktstücks 7, in radialer Richtung, ist mittig das erste Kontaktstück 3 angeordnet. Im Inneren des rohrförmigen vierten Kontaktstücks 8, in radialer Richtung, ist mittig das zweite Kontaktstück 4 angeordnet.
Das zweite Überbrückungskontaktstück 9 ist hohlzylinderförmig bzw. rohrförmig mit einem Außendurchmesser ausgebildet, wel- eher im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Kontaktstücke 7, 8 des zweiten Kontakts 6 ist. Das zweite Überbrü- ckungskontaktstück 9 ist insbesondere als Gleitkontakt in den Kontaktstücken 7, 8 des zweiten Kontakts 6 beweglich angeord- net. Im eingeschalteten Zustand des Doppeldüsenschalters 1, wie in Figur 1 gezeigt ist, verbindet das zweite Überbrü- ckungskontaktstück 9 den Spalt zwischen dem dritten Kontaktstück 7 und dem vierten Kontaktstück 8, wodurch der zweite Kontakt 6 elektrisch geschlossen ist. Das bewegliche zweite Überbrückungskontaktstück 9 gleitet beim Schalten im vierten Kontaktstück 8 und ragt im eingeschalteten Zustand mit einem Ende formschlüssig in das dritte Kontaktstück 7. Kontaktvorrichtungen wie z. B. Kontaktfinger, Gleitringe und/oder Federn können für einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem zweiten Überbrückungskontaktstück 9 und dem dritten Kontaktstück 7 und/oder zwischen dem zweiten Überbrückungskontaktstück 9 und dem vierten Kontaktstück 8 angeordnet sein, für einen guten elektrischen Kontakt zwischen den Kontaktstücken
7, 8, 9 insbesondere im eingeschalteten Zustand.
Die Kompressionsvorrichtung 10 ist in radialer Richtung zwischen dem ersten und zweiten Kontakt 2, 6 angeordnet. Das zweite Überbrückungskontaktstück 9 kann insbesondere formschlüssig mit dem beweglichen Kompressionszylinder 12 verbun- den sein und über Elemente der kinematischen Kette beim
Schalten bewegt werden, oder als bewegliches Kontaktstück 9 direkt mit Elementen der kinematischen Kette zur Bewegung beim Schalten verbunden sein. Die Kontaktstücke 3, 4, 5, 7,
8, 9 sind aus einem gut leitenden Material, z. B. Kupfer, Aluminium, oder Stahl.
In Figur 2 ist der Doppeldüsenschalter 1 der Figur 1 schematisch in Schnittansicht im ausgeschalteten Zustand, mit zwei geöffneten Kontakten 2, 6 gezeigt. Im Unterschied zum einge- schalteten Zustand, wie in Figur 1 gezeigt ist, ist im ausge¬ schalteten Zustand des Doppeldüsenschalters 1, wie in Figur 2 gezeigt ist, der erste Kontakt 2 und der zweite Kontakt 6 elektrisch und/oder mechanisch unterbrochen. Das erste Über- brückungskontaktstück 5 und das zweite Überbrückungskontakt- stück 9 sowie die Kompressionsvorrichtung 10 mit beweglichem Kompressionszylinder 12 und dem Boden 13 des Kompressionszy- linders 12 sind entfernt vom ersten Kontaktstück 3 und drit¬ ten Kontaktstück 7 insbesondere vollständig um das zweite Kontaktstück 4 herum angeordnet, auf der Seite des Doppeldü¬ senschalters 1, auf der sich das vierte Kontaktstück 8 befin¬ det .
Beim Einschalten wird der erste Kontakt 2 geschlossen, durch Bewegen des ersten Überbrückungskontaktstücks 5 vom zweiten Kontaktstück 4 zum ersten Kontaktstück 3 hin, bis ein elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktstücken 3, 4, 5, insbe- sondere den Kontaktstücken 3 und 5 besteht. Die hohlzylinder- förmigen Kontaktstücke 3, 4, 5 bilden im Bereich des ersten Kontakts 2 ein insbesondere geschlossenes Rohr. Gleichzeitig oder zeitlich versetzt, insbesondere vor dem ersten Überbrü- ckungskontaktstück 5, wird mit dem ersten Überbrückungskon- taktstück 5 der Kompressionszylinder 12 mit Boden 13 über das erste Kontaktstück 3 gezogen bzw. gedrückt, d. h. bewegt, und Löschgas strömt durch das hohlzylindrische erste und zweite düsenförmige Kontaktstück sowie durch das erste Überbrü- ckungskontaktstück 5. Ein Lichtbogen, welcher beim Schalten zwischen dem ersten Überbrückungskontaktstück 5 und dem ersten Kontaktstück 3 im insbesondere geschlossenen Rohr entstehen kann, kann durch eine Gasströmung gelöscht werden. Beim Einschalten strömt Löschgas über den ortsfesten Kompressionskolben 11 in die Kompressionsvorrichtung 10, und somit über das erste Überbrückungskontaktstück 5 und das erste Kontakt¬ stück 3 im Kompressionszylinder 12 mit Boden 13. Ein Lichtbogen, welcher beim Schalten zwischen dem ersten Überbrückungskontaktstück 5 und dem ersten Kontaktstück 3 außerhalb des insbesondere geschlossenen Rohrs entstehen kann, wird durch den Löschgasstrom gelöscht. Gleichzeitig oder nach dem Schließen des ersten Kontakts 2 wird der zweite Kontakt 6 geschlossen. Das zweite Uberbrü¬ ckungskontaktstück 9 wird insbesondere aus dem vierten Kontaktstück 8 in Richtung drittes Kontaktstück 7 bewegt, bis ein elektrischer und insbesondere auch mechanischer Kontakt zwischen dem Überbrückungskontaktstück 9 und dem dritten Kontaktstück 7 besteht, insbesondere wird das Überbrückungskon¬ taktstück 9 in das dritte Kontaktstück eingeschoben. Die Kontakte 2, 6 sind geschlossen und der Stromfluss erfolgt über den ersten und zweiten Kontakt 2, 6. Der Doppeldüsenschalter 1 ist eingeschaltet, wie in Figur 1 gezeigt ist, und ein ho¬ her maximaler Stromfluss über beide Kontakte 2, 6 im Bereich von insbesondere 500 kA ist möglich. Beim Ausschalten wird der erste Kontakt 2 geöffnet, durch Be¬ wegen des ersten Überbrückungskontaktstücks 5 vom ersten Kon¬ taktstück 3 weg, zum zweiten Kontaktstück 4 hin, bis ein elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktstücken 3, 4, 5, insbesondere den Kontaktstücken 3 und 5 sicher unterbrochen ist, mit einem Abstand der Kontaktstücke 4, 5 vom Kontakt¬ stück 3 abhängig der maximal angelegten Spannung, ohne dass elektrische Überschläge entstehen können. Zwischen den Kontaktstücken 4, 5 und dem Kontaktstück 3 entsteht ein insbesondere mit Löschgas gefüllter Spalt. Gleichzeitig oder zeit- lieh versetzt, insbesondere nach dem ersten Überbrückungskontaktstück 5, wird mit dem ersten Überbrückungskontaktstück 5 der Kompressionszylinder 12 mit Boden 13 vom ersten Kontaktstück 3 weg gezogen bzw. gedrückt, d. h. bewegt, und Löschgas kann durch das hohlzylindrische erste und/oder zweite düsen- förmige Kontaktstück strömen. Ein Lichtbogen, welcher beim
Schalten zwischen dem ersten Überbrückungskontaktstück 5 und dem ersten Kontaktstück 3 entstehen kann, wird durch den Löschgasstrom gelöscht. Desweiteren kann ein Lichtbogen durch die Bewegung des Bodens 13 vom ersten Kontaktstück 3 weg zum zweiten Kontaktstück 4 hin, durch den Boden 13 von den Kontaktstücken 3, 4 abgestreift werden. Vor oder gleichzeitig mit dem Öffnen des ersten Kontakts 2 wird der zweite Kontakt 6 geöffnet. Das zweite Überbrückungs- kontaktstück 9 wird insbesondere aus dem dritten Kontaktstück 7 in Richtung und insbesondere in das vierte Kontaktstück 8 bewegt, bis kein elektrischer und insbesondere auch kein me¬ chanischer Kontakt mehr zwischen dem Überbrückungskontakt- stück 9 und dem dritten Kontaktstück 7 besteht, insbesondere wird das Überbrückungskontaktstück 9 in das vierte Kontaktstück 8 eingeschoben. Die Kontakte 2, 6 sind geöffnet und der Stromfluss über den ersten und zweiten Kontakt 2, 6, d. h. den Doppeldüsenschalter 1 ist unterbrochen. Der Doppeldüsenschalter 1 ist ausgeschaltet, wie in Figur 2 gezeigt ist, und eine hohe Spannungsfestigkeit des getrennten Zustands der beiden Kontakte 2, 6 im Bereich von insbesondere bis zu
800 kV ist möglich.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele können unterei¬ nander kombiniert werden und/oder können mit dem Stand der Technik kombiniert werden. Der Doppeldüsenschalter 1 der Fi- guren 1 und 2 ist zum Schalten für einen Pol ausgelegt. Bei z. B. dreipoliger Auslegung werden insbesondere drei nebeneinander angeordnete erfindungsgemäße Doppeldüsenschalter 1 verwendet. Zur weiteren Erhöhung des maximal möglichen Stroms können für einen Pol zwei oder mehr Doppeldüsenschalter 1 pa- rallel geschaltet werden. Zur Erhöhung der Spannungsfestig¬ keit im ausgeschalteten Zustand können für einen Pol zwei oder mehr Doppeldüsenschalter 1 in Reihe geschaltet werden. Es können für isolierende Elemente, wie z. B. den Boden 13, neben oder alternativ für Teflon und/oder PCTFE weitere Mate- rialien wie z. B. Kunststoffe verwendet werden. Als abbrand- feste Materialien, z. B. an den Enden der Kontaktstücke 3, 4, können Graphit oder andere Materialien dienen. Die Kontaktstücke 3, 4, 5, 7, 8, 9 können einteilig oder aus mehreren Stücken gefertigt sein. Insbesondere können Kontakt- und/oder Gleiteinrichtungen wie z.B. Kontaktfinger, Metall- oder
Teflonringe oder Beschichtungen von den Kontaktstücken 3, 4, 5, 7, 8, 9 und/oder der Kompressionsvorrichtung 10 umfasst sein. Unterschiedliche Bewegungs- und/oder Schaltreihenfolgen sind möglich, insbesondere bei der Bewegung der Überbrü- ckungskontaktstücke 5 und 9 sowie des Kompressionszylinders 12 mit Boden 13. Elemente des Doppeldüsenschalters 1 können auch unabhängig voneinander bewegt werden, insbesondere über Getriebeelemente zeitlich versetzt oder gleichzeitig.
Bezugs zeichenliste
1 Doppeldüsenschalter
2 erster Kontakt
3 erstes festes Kontaktstück
4 zweites festes Kontaktstück
5 erstes Überbrückungskontaktstück
6 zweiter Kontakt
7 drittes festes Kontaktstück
8 viertes festes Kontaktstück
9 zweites Überbrückungskontaktstück
10 Kompressionsvorrichtung
11 ortsfester Kompressionskolben
12 beweglicher Kompressionszylinder
13 Boden des Kompressionszylinders, Isolator

Claims

Patentansprüche
1. Doppeldüsenschalter (1) zum Schalten hoher Ströme in der Hochspannungstechnik für einen Pol, mit wenigstens einem ers- ten Kontakt (2), welcher wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites festes Kontaktstück (3, 4) umfasst sowie wenigs¬ tens ein erstes, bewegbares Überbrückungskontaktstück (5) , über welches im eingeschalteten Zustand ein elektrischer Kontakt zwischen dem wenigstens einen ersten und dem wenigstens einen zweiten festen Kontaktstück (3, 4) hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein zweiter Kontakt (6) umfasst ist, mit wenigs¬ tens einem dritten und mit wenigstens einem vierten festen Kontaktstück (7, 8) sowie mit wenigstens einem zweiten, be- wegbaren Überbrückungskontaktstück (9), über welches im eingeschalteten Zustand ein elektrischer Kontakt zwischen dem wenigstens einen dritten und dem wenigstens einen vierten festen Kontaktstück (7, 8) hergestellt ist, wobei der wenigs¬ tens eine erste und der wenigstens eine zweite Kontakt (2, 6) elektrisch parallel geschaltet sind.
2. Doppeldüsenschalter (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das wenigstens eine erste und das wenigstens eine zweite fes- te Kontaktstück (3, 4) hohlzylinderförmig, insbesondere jeweils in Form einer Düse ausgebildet ist, und/oder dass das wenigstens eine erste, bewegbare Überbrückungskontaktstück (5) hohlzylinderförmig ausgebildet ist, insbesondere form¬ schlüssig mit einem Innendurchmesser, welcher im Wesentlichen dem Außendurchmesser des wenigstens einen ersten und/oder des wenigstens einen zweiten festen Kontaktstücks (3, 4) ent¬ spricht .
3. Doppeldüsenschalter (1) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine dritte und das wenigstens eine vierte feste Kontaktstück (7, 8) hohlzylinderförmig, insbesondere jeweils in Form einer Gleitkontaktführung ausgebildet ist, und/oder dass das wenigstens eine zweite, bewegbare Überbrü- ckungskontaktstück (9) hohlzylinderförmig, insbesondere als Gleitkontakt ausgebildet ist, insbesondere formschlüssig mit einem Außendurchmesser, welcher im Wesentlichen dem Innendurchmesser des wenigstens einen dritten und/oder des wenigstens einen vierten festen Kontaktstücks (7, 8) entspricht.
4. Doppeldüsenschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Kompressionsvorrichtung (10) umfasst ist, mit einem ins- besondere ortsfesten oder beweglichen Kompressionskolben
(11), und/oder mit einem insbesondere beweglichen Kompressi¬ onszylinder (12), welcher einen Boden (13) aufweist, der insbesondere einen Isolator umfasst.
5. Doppeldüsenschalter (1) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kompressionsvorrichtung (10) räumlich, in radialer Richtung zwischen dem wenigstens einen ersten und dem wenigstens einen zweiten Kontakt (2, 6) angeordnet ist, insbesondere im eingeschalteten Zustand des Doppeldüsenschalters (1).
6. Doppeldüsenschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
räumlich, in radialer Richtung der wenigstens eine erste Kontakt (2) von dem wenigstens einen zweiten Kontakt (6) umfasst ist, insbesondere im eingeschalteten Zustand des Doppeldüsenschalters (1), insbesondere mit zu den Kontakten (2, 6) zu¬ geordneten jeweiligen Gasräumen, welche im eingeschaltetem Zustand des Doppeldüsenschalters (1) fluidisch voneinander getrennt sind.
7. Doppeldüsenschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein elektrisch isolierendes Fluid umfasst ist, insbesondere eine Flüssigkeit und/oder ein Gas, insbesondere SF6, Stick¬ stoff, trockene Luft, Kohlendioxid, ein Fluorketon, und/oder ein Fluornitril, und/oder dass der Doppeldüsenschalter (1), insbesondere die Kontakte (2, 3) und/oder die Kompressions¬ vorrichtung (10) mit dem elektrisch isolierenden Fluid, ins- besondere einer Flüssigkeit und/oder einem Gas, insbesondere SF6, Stickstoff, trockene Luft, Kohlendioxid, ein Fluorketon, und/oder ein Fluornitril, befüllt sind.
8. Doppeldüsenschalter (1) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
Düsen mit abbrandfestem Material, insbesondere Teflon, und/oder PCTFE, und/oder Graphit an den Düsenenden, beschichtet sind, und/oder insbesondere Teflon, und/oder PCTFE, und/oder Graphit an den Düsenenden umfassen, und/oder dass
Kontaktstellen von Kontaktstücken mit gut leitendem Material, insbesondere Silber, beschichtet sind und/oder Kontaktein¬ richtungen, insbesondere Kontaktfinger, aufweisen. 9. Verfahren zum Schalten von Gleich- und/oder Wechselstrom in der Hochspannungstechnik, insbesondere unter Verwendung eines Doppeldüsenschalters (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Einschalten wenigstens ein erstes, bewegbares Überbrü- ckungskontaktstück (5) wenigstens eines ersten Kontakts (2) von einer ersten Position in elektrischem Kontakt mit einem zweiten, festen Kontaktstück (4) und ohne elektrischem Kontakt mit einem ersten, festen Kontaktstück (3) , insbesondere mit dem ersten Überbrückungskontaktstück (5) das zweite Kontaktstück (4) räumlich umfassend, in eine zweite Position bewegt wird, mit elektrischem Kontakt zwischen dem ersten und zweiten Kontaktstück (3, 4) über das erste Überbrückungskon- taktstück (5) , insbesondere mit dem ersten Überbrückungskon- taktstück (5) sowohl das erste als auch das zweite Kontakt¬ stück (3, 4) räumlich zumindest partiell umfassend, und wobei wenigstens ein zweites, bewegbares Überbrückungskontaktstück (9) wenigstens eines zweiten Kontakts (6) von einer ersten Position in elektrischem Kontakt mit einem vierten, festen Kontaktstück (8) und ohne elektrischem Kontakt mit einem dritten, festen Kontaktstück (7), insbesondere mit dem vier- ten Kontaktstück (8) räumlich das Überbrückungskontaktstück
(9) zumindest partiell umfassend, in eine zweite Position be¬ wegt wird, mit elektrischem Kontakt zwischen dem dritten und vierten Kontaktstück (7, 8) über das zweite Überbrückungskontaktstück (9), insbesondere mit dem zweiten Überbrückungskon- taktstück (9) sowohl von dem dritten als auch vierten Kontaktstück (7, 8) jeweils partiell räumlich umfasst.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Einschalten der erste und der zweite Kontakt (2, 6) gleichzeitig geschlossen werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Einschalten der erste und der zweite Kontakt (2, 6) auf¬ einander folgend geschlossen werden, insbesondere mit einer Reihenfolge, bei welcher der zweite Kontakt (6) zeitlich spä¬ ter als der erste Kontakt (2) geschlossen wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Ausschalten das wenigstens eine erste, bewegbare Über¬ brückungskontaktstück (5) des wenigstens einen ersten Kontakts (2) von einer zweiten Position, mit elektrischem Kon- takt zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktstück (3, 4) über das erste Überbrückungskontaktstück (5) , in eine erste Position mit elektrischem Kontakt des ersten Überbrückungs- kontaktstücks (5) mit dem zweiten, festen Kontaktstück (4) und ohne elektrischem Kontakt mit dem ersten, festen Kontaktstück (3) , bewegt wird, und wobei das wenigstens eine zweite, bewegbare Überbrückungskontaktstück (9) des wenigstens einen zweiten Kontakts (6) von einer zweiten Position, mit elektrischem Kontakt zwischen dem dritten und vierten Kontaktstück (7, 8) über das zweite Überbrückungskontaktstück (9), in eine erste Position, mit elektrischem Kontakt des Überbrückungs- kontaktstücks (9) mit dem vierten, festen Kontaktstück (8) und ohne elektrischem Kontakt mit dem dritten, festen Kontaktstück (7), bewegt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Ausschalten der erste und der zweite Kontakt (2, 6) gleichzeitig geöffnet werden.
14. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Ausschalten der erste und der zweite Kontakt (2, 6) auf¬ einander folgend geöffnet werden, insbesondere mit einer Rei¬ henfolge, bei welcher der zweite Kontakt (6) zeitlich vor dem ersten Kontakt (2) geöffnet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Schließen des ersten Kontakts (2) gleichzeitig oder da¬ rauffolgend, und vor dem Schließen des zweiten Kontakts (6), ein beweglicher Kompressionszylinder (12) mit seinem Boden (13) über das erste, insbesondere das erste und zweite Kon¬ taktstück (3, 4) des ersten Kontakts (2) bewegt wird, insbe¬ sondere zum Beblasen eines Lichtbogens zwischen dem ersten und zweiten Kontaktstück (3, 4), und/oder dass beim Öffnen des ersten Kontakts (2) gleichzeitig oder darauffolgend, und nach dem Öffnen des zweiten Kontakts (6), der bewegliche
Kompressionszylinder (12) mit seinem Boden (13) von dem ersten, insbesondere von dem ersten und zweiten Kontaktstück (3, 4) des ersten Kontakts (2) weg bewegt wird, insbesondere zum Löschen eines Lichtbogens zwischen dem ersten und zweiten Kontaktstück (3, 4).
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