EP3590123B1 - Anordnung und verfahren zum schalten hoher ströme in der hochspannungstechnik - Google Patents

Anordnung und verfahren zum schalten hoher ströme in der hochspannungstechnik Download PDF

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EP3590123B1
EP3590123B1 EP18716908.1A EP18716908A EP3590123B1 EP 3590123 B1 EP3590123 B1 EP 3590123B1 EP 18716908 A EP18716908 A EP 18716908A EP 3590123 B1 EP3590123 B1 EP 3590123B1
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EP
European Patent Office
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rated
contact
current
arrangement
switching
Prior art date
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Active
Application number
EP18716908.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3590123C0 (de
EP3590123A1 (de
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Lutz-Rüdiger JÄNICKE
Jörg Teichmann
Nils Werning
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Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/04Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/14Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/008Pedestal mounted switch gear combinations
    • HELECTRICITY
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    • H01H33/14Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc
    • H01H33/143Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc of different construction or type

Definitions

  • the invention relates to an arrangement and a method for switching high currents in high-voltage technology for a pole, with at least one first and at least one second contact.
  • a contact has at least two contact pieces, which are in electrical and/or mechanical contact with one another in the closed switching state.
  • the at least one first contact is arranged in a first housing and the at least one second contact is arranged in a second housing.
  • a high-voltage circuit breaker includes two contacts, a first and a second contact, each with two contact pieces.
  • the first contact is arranged as the main switching point in an insulating housing.
  • the second contact is connected in series with a resistor as an auxiliary switching point and is arranged together with the resistor in an insulating housing.
  • the resistor is used as an on-resistance when switching. If both contacts are open, the second contact with resistance, ie the auxiliary switching point, is initially closed, while the first contact, ie the main switching point, is open. The current flow via the auxiliary switching point is limited via the resistor.
  • the auxiliary switching point When the main switching point is closed, the auxiliary switching point is bridged and the current essentially flows via the main switching point, which is designed as a rated current contact.
  • Rated current contact also means that the contact is designed to carry large currents. It is possible to limit the current intensity via the auxiliary switching point using the resistor in series with the auxiliary switching point the design of the auxiliary switching point for low currents. This means that smaller diameters of the contact pieces of the auxiliary switching point and thus smaller masses can be used, which can be accelerated more easily and therefore switched more quickly compared to rated current contacts.
  • Analogous to high-voltage circuit breakers with arcing and rated current contacts when switched on, current flows essentially via the rated current contact, and the auxiliary switching point connected in series with the resistor serves to reduce arcing during the switching process.
  • the first contact ie the rated current contact, is always switched when the second contact is closed, ie when the auxiliary switching point is closed.
  • the maximum current flow across the arrangements for switching high currents, and thus the switching capacity of the high-voltage circuit breaker, is essentially determined by the rated current contact.
  • the second contact has resistance, i.e. H. the auxiliary switching point, through the first contact, i.e. H. the rated current contact, bridged.
  • An increase in the maximum current flow and the maximum voltage to be switched of the high-voltage circuit breaker are essentially limited by the design options for the rated current contact.
  • the object of the present invention is to provide an arrangement and a method for switching high currents in high-voltage technology.
  • it is the task of simply and cost-effectively increasing the maximum current flow and/or the maximum voltage to be switched compared to switching arrangements which are known from the prior art.
  • An arrangement according to the invention for switching high currents in high-voltage technology for a pole comprises at least one first and at least one second contact, with one contact having at least two contact pieces.
  • the two contact pieces are in electrical and/or mechanical contact with one another in the closed switching state.
  • the at least one first contact is arranged in a first housing and the at least one second contact is arranged in a second housing.
  • the at least one first and the at least one second contact are each rated current contacts, i.e. H.
  • the contacts are designed as contacts with high current-carrying capacity, especially for short-circuit currents in the range greater than 1 to 100 kA, with switching voltages up to 1200 kV.
  • the at least one first and the at least one second contact are connected in parallel to one another.
  • the at least one second rated current contact When switching the at least one first rated current contact, the at least one second rated current contact is always in the open switching state.
  • Auxiliary gears are included in the first and/or second rated current contacts in order to drive different movable contact pieces of a rated current contact, with different movement profiles.
  • the design of the parallel-connected, at least two contacts as rated current contacts enables an increase in the maximum possible current compared to known switching arrangements from the prior art, in which only one rated current contact is used per pole and in which arcing or auxiliary switching points are used, which are connected in series with a resistor and which only have a lower current carrying capacity.
  • the switching sequence, with at least one second rated current contact open when switching the at least one first rated current contact enables a simple design of the at least one second rated current contact without a blowing nozzle for extinguishing arcs and/or without arcing contacts.
  • the arrangement for switching can therefore be constructed simply and cost-effectively, and enables switching with little effort and high switching speeds.
  • Each of the first and/or the second housings can comprise an insulator, in particular an externally ribbed insulator made of silicone and/or ceramic.
  • a second rated current contact can be arranged in the second insulator housing, instead of auxiliary switching point and series-connected resistors in the second insulator housing.
  • the arrangement can be T-shaped and comprise a common, electrically insulating support column, in particular with a switching rod movably arranged inside the support column and/or kinematically connected, in particular with a common drive.
  • the T-shaped arrangement can comprise two, in particular tubular, pairs of insulators arranged essentially perpendicular to the support column in opposite directions, with the insulators of a pair being arranged essentially parallel to one another, in particular with the respective longitudinal axis.
  • Each insulator can each include at least one rated current contact. This results in at least two pairs of rated current contacts connected in parallel, with each pair having two in each Rated current contacts connected in series.
  • the parallel connection of the rated current contacts increases the current carrying capacity of the arrangement and the series connection of the rated current contacts within a pair increases the switchable voltage of the arrangement compared to a single rated current contact of the same design.
  • the result is a cost-effective, simple structure of the arrangement with high current carrying capacity and high switching voltage or dielectric strength in the open switching state.
  • the rated current contacts can be kinematically coupled to one another via at least one gear for converting and transmitting the switching movement, with switching of the second rated current contact when the associated first rated current contact is open.
  • the transmission can transmit a switching movement, provided by a common drive, to the at least one first rated current contact, and with a time delay to the at least one second rated current contact.
  • the transmission, provided by a common drive can transmit a switching-off movement to the at least one second rated current contact, and with a time delay to the at least one first rated current contact.
  • a main and secondary gear can also be used, in particular each arranged between two series-connected rated current contacts, for transmitting a switching movement with delay to parallel-connected rated current contact pairs. This enables a compact, simple and cost-effective switching arrangement.
  • the arrangement can be designed to switch direct and/or alternating voltages, in particular up to 1200 kV.
  • At least one arcing contact can be assigned to at least one, in particular all, rated current contacts, and/or At least one blowing nozzle can be assigned to at least one, in particular all, rated current contacts. All contacts can have a blowing nozzle and/or an arcing contact, whereby a very high power to be switched or very high currents and/or voltages to be switched can be achieved, with the possibility of extinguishing arcs that arise on each contact.
  • a pair of rated current contacts can also be assigned a blowing nozzle and/or an arcing contact, and another pair of rated current contacts can be designed without an assigned blowing nozzle and/or without an assigned arcing contact.
  • rated current contacts can be included in the arrangement for switching, with two first rated current contacts, which include a blowing nozzle on the respective rated current contact, and two second rated current contacts, which are designed without a blowing nozzle.
  • the current flow via the second rated current contact can correspond to 20 to 90%, in particular 50%, of the current flow via the first rated current contact. This enables a high current-carrying capacity of the arrangement as a whole, with the need for a blowing nozzle and an arc contact being dispensed with, particularly in the case of a second contact.
  • the rated current contacts can each consist of two contact pieces, in particular two hollow cylindrical contact pieces with a diameter of 50 to 200 mm, in particular 80 to 150 mm.
  • the contact pieces can consist of a highly conductive metal, in particular copper, aluminum or steel.
  • the contact surfaces of the contact pieces can be silver-plated and/or include carbon. This allows a high current to flow through the arrangement with little loss, ie with low resistance via contacts when the arrangement is switched on. This ensures a high current carrying capacity with a simple, cost-effective design of the arrangement.
  • the arrangement can be comprised of a three-pole switchgear, in particular with a previously described arrangement per pole.
  • the three-pole switchgear can have a previously described arrangement for each pole, with the advantages described above for each pole.
  • a method for switching direct and/or alternating current in high-voltage technology comprises that at least a first rated current contact in a first housing is switched on in front of at least a second rated current contact in a second housing and/or that at least a first rated current contact in a first housing is switched off after at least a second rated current contact in a second housing.
  • Two first rated current contacts with each of the two first rated current contacts in a respective first housing, can in particular be switched on simultaneously, before switching on two second rated current contacts, with each of the two second rated current contacts in a respective second housing.
  • the two first rated current contacts, with each of the two first rated current contacts in a respective first housing, can in particular be switched off simultaneously, after switching off the two second rated current contacts, with each of the two second rated current contacts in a respective second housing.
  • FIG 1 an arrangement 1 according to the invention for switching high currents in high-voltage technology is shown schematically in a sectional view.
  • the arrangement in Figure 1 is designed for switching for one pole, e.g. B. three-pole design, in particular three arrangements 1 according to the invention arranged next to one another are used.
  • the cutting plane of the Figure 1 through the arrangement 1 runs along the height of the arrangement 1 and perpendicular to connecting lines, which are not shown in the figures for the sake of simplicity.
  • the arrangement 1 is on a support frame 5, e.g. B. arranged in the form of a vertical T- or double-T-shaped steel beam.
  • a deflection gear 7 with a drive 6, in particular mounted on the side is attached.
  • the drive 6 can z. B. be designed in the form of a motor and / or a spring storage drive.
  • the drive energy or drive movement when switching is provided by the drive 6 and via a kinematic chain 13 transferred to switching contacts.
  • the kinematic chain 13 includes in particular the deflection gear 7, a shift rod 11, a gear head 8 and an additional gear 9.
  • the switching rod 11 is arranged and movably mounted inside along the longitudinal axis of a support column 10, in particular in the form of a ribbed insulator made of ceramic, composite material and/or silicone.
  • the support column 10 is arranged on the deflection gear 7, with the longitudinal axis collinear with the longitudinal axis of the support frame 5.
  • the gear head 8 and, in particular to the side of the gear head 8, the additional gear 9 are arranged on the upper end of the support column.
  • Figure 2 is the arrangement 1 according to the invention
  • Figure 1 shown schematically in a sectional view from one side, which is perpendicular to the side view of the Figure 1 extends.
  • the arrangement 1 is T-shaped, with elongated, in particular ribbed, insulator housings 4, which are each arranged on two opposite sides of the support column 10, as arms leading vertically away from the support column 10, on the gear head 8 or on the additional gear 9.
  • Two insulator housings 4 are attached to the gear head 8, each of which includes a first rated current contact 2 inside.
  • the insulator housings 4 on the additional transmission 9 can be designed analogously to insulator housings, which are known from the prior art for auxiliary switching points with resistors connected in series. Instead of the auxiliary switching points with resistors connected in series, second rated current contacts 3 are arranged in the insulator housings 4 of the arrangement 1 according to the invention. This increases the total current that can flow through the arrangement 1 at a time without damaging the arrangement 1. The current carrying capacity of arrangement 1 is increased.
  • the drive 6 When switching the arrangement 1, the drive 6 provides the kinetic energy which is needed to open or close the contacts 2, 3, i.e. H. is necessary for driving the movable contact pieces of the contacts 2, 3.
  • the kinetic energy is transferred to the contacts 2, 3 via the kinematic chain 13.
  • the kinetic energy from the drive 6, in particular a spring-loaded drive is transferred to the shift rod 11 via the deflection gear 7.
  • the kinetic energy is transferred from the switching rod 11 to the gear head 8 and in particular delivered directly to the first rated current contacts 2.
  • the kinetic energy is transferred to the additional gear 9 and in particular delivered directly to the second rated current contacts 3.
  • Auxiliary gears are included in the first rated current contacts 2 and/or the second rated current contacts 3, for example. B. in terms of time and the amount and / or direction of the force to drive different movable contact pieces of a rated current contact 2 and / or 3, with different movement profiles.
  • the additional gear 9 controls or regulates time differences between the switching of the first rated current contacts 2 and the switching of the second rated current contacts 3.
  • the first rated current contacts 2 are closed first when switching on, then the second rated current contacts 3 are closed.
  • the second rated current contacts 3 are first separated, then the first rated current contacts 2 are separated.
  • the second rated current contacts 3 are therefore always in the open state when the first rated current contacts 2 are switched.
  • the first rated current contacts 2 are always in the closed state. This allows a Current flows during the switching of the second rated current contacts 3 via the first rated current contacts 2 connected in parallel. This means that arcs on the second rated current contacts 3 do not need to be extinguished and that extinguishing devices such as e.g. B.
  • extinguishing nozzles and / or arc contacts can be omitted for the second rated current contacts 3.
  • An arc that occurs when switching high currents can be extinguished at the first rated current contacts 2.
  • 2 extinguishing devices such as e.g. B. extinguishing nozzles and / or arc contacts may be provided.
  • the structure of the second rated current contacts 3 is simplified in the previously described arrangement 1, the mass of which is reduced and therefore, with a high current carrying capacity of the arrangement 1, less drive energy is required when switching, compared to arrangements known from the prior art.
  • the drive and elements of the kinematic chain 13 can be designed to be smaller, which saves costs compared to an arrangement with rated current contacts 2, 3, in which all rated current contacts 2, 3 have devices for extinguishing arcs.
  • Figure 3 is the arrangement 1 according to the invention in supervision Figure 1 shown schematically in a sectional view along the rated current contacts 2, 3.
  • the rated current contacts 2, 3 are arranged in the insulator housings 4.
  • two first rated current contacts 2 are electrically connected in series and between two connection contacts 12 for external current conductors.
  • parallel to the two first rated current contacts 2 connected in series two second rated current contacts 3 are electrically connected in series.
  • the circuit is only shown schematically.
  • Electrical lines in the arrangement 1 according to the invention can run in the insulator housings 4 and gears 8, 9, in particular electrically insulated within an insulator in opposite directions, and/or the rated current contacts 2, 3 can be electrically connected to one another within the insulator housing 4 and gearbox 8, 9.
  • electrical connections 12 can be provided at the ends of the insulator housings 4, via which the rated current contacts 2, 3 can be connected outside the insulator housings 4 in a similar way to the connection shown in the figures.
  • Other connections are also possible, e.g. B. a parallel connection of a first and a second rated current contact 2, 3, connected in series with a further parallel connected first and second rated current contact 2, 3.
  • Electrical lines for an interconnection can lead via the gears 8, 9 or through the gear housing, or each be arranged outside of housings, between connection contacts 12.
  • the rated current contacts 2, 3 and the respective associated insulator housings 4, each with a rated current contact 2, 3 in an insulator housing 4, are arranged in pairs.
  • the arrangement 1 comprises four rated current contacts 2, 3, with a first pair of insulator housings 4, which include a first and a second rated current contact 2, 3, and with a second pair of insulator housings 4, which also have a first and a second rated current contact 2, 3 include.
  • the insulator housings 4 of a pair are arranged with their longitudinal axes parallel to one another, in particular with the respective rated current contact 2, 3 in one insulator housing 4 arranged essentially parallel to the rated current contact 2, 3 in the other insulator housing 4.
  • the two pairs of insulator housings 4, with a rated current contact 2, 3 per insulator housing 4, are arranged one behind the other, connected via the gears 8, 9.
  • the first two rated current contacts 2 and their insulator housing 4 are connected via the gear head 8, and the two second rated current contacts 3 and their insulator housing 4 are connected via the additional gear 9.
  • the nominal current contacts 2, 3 and insulator housing 4 lie with their central axes essentially in a plane which, for. B. is arranged parallel to the surface on which the support frame 5 is placed.
  • a T-shape of the arrangement 1 results with a bisector of the T-shape comprising the support frame 5, the deflection gear 7 with a laterally attached drive 6, the support column 10 and the gear head 8 with a laterally attached additional gear 9.
  • the horizontal of the T-shape results consists of the two pairs of insulator housings 4, with a rated current contact 2.3 per insulator housing 4, one pair of insulator housings 4 being connected to the other pair of insulator housings 4 via the gears 8, 9.
  • a pair of insulator housings 4 which is shown in the exemplary embodiment of the figures, each comprises a tubular insulator housing 4 with a larger cross section and a tubular insulator housing 4 with a smaller cross section.
  • the first rated current contact 2 e.g. B. with extinguishing nozzle and / or arc contact
  • the second rated current contact 3 is arranged in the insulator housing 4 with a smaller cross section, the two second rated current contacts 3 with their associated insulator housings 4 being connected to one another via the additional gear 9.
  • all insulator housings 4 can, for example. B. have the same size or the same cross section. All rated current contacts 2, 3 can have at least one extinguishing nozzle and/or at least one arcing contact. Alternatively, all rated current contacts 2, 3 can be used without an extinguishing nozzle and/or arc contact can be formed.
  • the current-carrying parts of different rated current contacts 2, 3 can be designed with different power line cross sections and/or in the open state, different rated current contacts 2, 3 can have different distances between the contact pieces.
  • the rated current contacts 2, 3 can also be constructed identically.
  • a control or regulation of different switching times of first and second rated current contacts 2, 3 can take place via the gears 8, 9.
  • the additional gear 9 can cause the second rated current contacts 3 to be switched on later and switched off earlier than the first rated current contacts 2.
  • the gear head and/or gear units of the individual rated current contacts or movable contact pieces can cause the second rated current contacts 3 to be switched on later and switched off earlier than the first rated current contacts 2.
  • a control or regulation of different switching times of first and second rated current contacts 2, 3 can alternatively or additionally take place via the position and/or length of the switching path.
  • the arrangement 1 can z. B. only include a pair of contacts, consisting of a first and a second rated current contact 2, 3. More contact pairs 2, 3 can also be included and/or more than two rated current contacts 2, 3 can each be connected in parallel and/or in series.
  • the arrangement 1 can be T-shaped, or other shapes such as. B. have an inverted L-shape or I-shape.
  • First and/or second rated current contacts 2, 3 can have extinguishing devices for extinguishing arcs, and can have the same or different z. B.
  • tube diameters can be designed for contact pieces in order to realize different current carrying capacities, and / or can include vacuum tubes as rated current contacts. It can be a common one Drive 6 and/or a deflection gear 7 and/or a support column 10 and/or a shift rod 11 may be provided, or several drives may be provided, e.g. B. one drive per first rated current contacts and one drive per second rated current contacts with further elements of the kinematic chain. A drive can also be provided for each rated current contact, in particular with independent kinematic chains for each rated current contact.
  • the support frame 5 can be designed in the form of a T or double T beam. Other support frames 5 can also be used, in particular made of steel or aluminum. Insulator housing and/or support columns can be tubular, in particular ribbed on the outside, e.g. B. made of silicone, composite materials and/or ceramics. The insulator housings and/or support columns can also have other shapes, e.g. B. conical or spherical shape.
  • the additional gear with the associated insulator housings can be arranged laterally on the gear head. The additional gear with the associated insulator housings can alternatively be z. B. be arranged above or below the gear head.
  • the arrangement according to the invention can be designed for one pole; more than one arrangement can be arranged for several poles, in particular parallel to one another. To switch high currents and/or voltages, more than one arrangement according to the invention can be arranged, in particular one behind the other.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Schalten hoher Ströme in der Hochspannungstechnik für einen Pol, mit wenigstens einem ersten und mit wenigstens einem zweiten Kontakt. Ein Kontakt weist wenigstens zwei Kontaktstücke auf, welche im geschlossenen Schaltzustand in elektrischem und/oder mechanischem Kontakt miteinander stehen. Der wenigstens eine erste Kontakt ist in einem ersten Gehäuse angeordnet und der wenigstens eine zweite Kontakt ist in einem zweiten Gehäuse angeordnet.
  • Eine Anordnung zum Schalten hoher Ströme in der Hochspannungstechnik ist z. B. aus der EP 0 024 252 A1 , der US 3 469 048 A , der CN 102 568 910 A und der EP 0 106 315 A1 bekannt. Dabei umfasst ein Hochspannungs-Leistungsschalter zwei Kontakte, einen ersten und einen zweiten Kontakt, mit jeweils zwei Kontaktstücken. Der erste Kontakt ist als Hauptschaltstelle in einem Isoliergehäuse angeordnet. Der zweite Kontakt ist als Hilfsschaltstelle in Reihe mit einem Widerstand geschaltet und mit dem Widerstand zusammen in einem Isoliergehäuse angeordnet. Der Widerstand wird beim Schalten als Einschaltwiderstand verwendet. Sind beide Kontakte geöffnet, wird zunächst der zweite Kontakt mit Widerstand, d. h. die Hilfsschaltstelle geschlossen, während der erste Kontakt, d. h. die Hauptschaltstelle geöffnet ist. Über den Widerstand wird der Stromfluss über die Hilfsschaltstelle begrenzt.
  • Beim Schließen der Hauptschaltstelle wird die Hilfsschaltstelle überbrückt und der Strom fließt im Wesentlichen über die Hauptschaltstelle, welche als Nennstromkontakt ausgebildet ist. Nennstromkontakt bedeutet im Weiteren, dass der Kontakt ausgebildet ist, große Stromstärken zu tragen. Die Begrenzung der Stromstärke über die Hilfsschaltstelle, mit Hilfe des Widerstands in Reihe zur Hilfsschaltstelle, ermöglicht die Auslegung der Hilfsschaltstelle für geringe Stromstärken. Dadurch können geringere Durchmesser der Kontaktstücke der Hilfsschaltstelle und somit geringere Massen verwendet werden, welche leichter beschleunigt und somit schneller geschaltet werden können, verglichen mit Nennstromkontakten. Analog Hochspannungs-Leistungsschaltern mit Lichtbogen- und Nennstromkontakten, findet im eingeschalteten Zustand ein Stromfluss im Wesentlichen über den Nennstromkontakt statt, und die Hilfsschaltstelle in Reihe zum Widerstand geschaltet, dient der Verringerung von Lichtbögen beim Schaltvorgang. Ein Schalten des ersten Kontakts, d. h. des Nennstromkontakts, erfolgt immer bei geschlossenem zweitem Kontakt, d. h. bei geschlossener Hilfsschaltstelle.
  • Der maximale Stromfluss über die Anordnungen zum Schalten hoher Ströme, und somit das Schaltvermögen des Hochspannungs-Leistungsschalters, wird im Wesentlichen durch den Nennstromkontakt bestimmt. Im eingeschalteten Zustand ist der zweite Kontakt mit Widerstand, d. h. die Hilfsschaltstelle, durch den ersten Kontakt, d. h. den Nennstromkontakt, überbrückt. Eine Erhöhung des maximalen Stromflusses und der maximal zu schaltenden Spannung des Hochspannungs-Leistungsschalters, sind im Wesentlichen durch die konstruktiven Möglichkeiten für den Nennstromkontakt begrenzt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung und ein Verfahren zum Schalten hoher Ströme in der Hochspannungstechnik anzugeben. Insbesondere ist es Aufgabe, einfach und kostengünstig den maximalen Stromfluss und/oder die maximal zu schaltende Spannung gegenüber Anordnungen zum Schalten zu erhöhen, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind.
  • Die angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung zum Schalten hoher Ströme in der Hochspannungstechnik für einen Pol mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1, einer Anordnung zum Schalten mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 10, und/oder durch ein Verfahren zum Schalten von Gleich- und/oder Wechselstrom in der Hochspannungstechnik, insbesondere unter Verwendung der zuvor beschriebenen Anordnung, gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung zum Schalten hoher Ströme in der Hochspannungstechnik und/oder des Verfahrens zum Schalten von Gleich- und/oder Wechselstrom in der Hochspannungstechnik, insbesondere unter Verwendung 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.
  • Eine erfindungsgemäße Anordnung zum Schalten hoher Ströme in der Hochspannungstechnik für einen Pol umfasst wenigstens einen ersten und wenigstens einen zweiten Kontakt, wobei ein Kontakt wenigstens zwei Kontaktstücke aufweist. Die zwei Kontaktstücke stehen im geschlossenen Schaltzustand in elektrischem und/oder mechanischem Kontakt miteinander. Der wenigstens eine erste Kontakt ist in einem ersten Gehäuse angeordnet und der wenigstens eine zweite Kontakt ist in einem zweiten Gehäuse angeordnet. Der wenigstens eine erste und der wenigstens eine zweite Kontakt sind jeweils Nennstromkontakte, d. h. die Kontakte sind als Kontakte mit hoher Stromtragfähigkeit ausgebildet, insbesondere für Kurzschluss-Ströme im Bereich größer 1 bis 100 kA, bei Schaltspannungen bis 1200 kV. Der wenigstens eine erste und der wenigstens eine zweite Kontakt sind parallel zueinander geschaltet. Beim Schalten des wenigstens einen ersten Nennstromkontakts ist der wenigstens eine zweite Nennstromkontakt immer im geöffneten Schaltzustand. Hilfsgetriebe sind von den ersten und/oder zweiten Nennstromkontakten umfasst, um unterschiedliche bewegliche Kontaktstücke eines Nennstromkontaktes anzutreiben, mit unterschiedlichen Bewegungsprofilen.
  • Die Ausbildung der parallel geschalteten, wenigstens zwei Kontakte als Nennstromkontakte ermöglicht eine Erhöhung des maximal möglichen Stroms gegenüber bekannten Anordnungen zum Schalten aus dem Stand der Technik, bei welchen pro Pol nur ein Nennstromkontakt verwendet wird und bei welchen Lichtbogen- bzw. Hilfsschaltstellen verwendet werden, welche in Reihe mit einem Widerstand geschaltet sind, und die nur eine geringere Stromtragfähigkeit aufweisen. Die Schaltreihenfolge, mit geöffnetem wenigstens einen zweiten Nennstromkontakt beim Schalten des wenigstens einen ersten Nennstromkontakts, ermöglicht eine einfache Ausführung des wenigstens einen zweiten Nennstromkontakts ohne Blasdüse zum Löschen von Lichtbögen und/oder ohne Lichtbogenkontakten. Die Anordnung zum Schalten kann dadurch einfach und kostengünstig aufgebaut sein, und ermöglicht ein Schalten mit geringem Kraftaufwand und hohen Schaltgeschwindigkeiten.
  • Jeweils das erste und/oder das zweite Gehäuse können einen Isolator umfassen, insbesondere einen außen gerippten Isolator aus Silikon und/oder aus Keramik. So kann in einem äußeren Aufbau der Anordnung analog dem Aufbau mit einer Hilfsschaltstelle und in Reihe geschalteten Widerständen, bekannt aus dem Stand der Technik, ein zweiter Nennstromkontakt im zweiten Isolatorgehäuse angeordnet sein, statt Hilfsschaltstelle und in Reihe geschalteten Widerständen in dem zweiten Isolatorgehäuse. Ein analoger äußerer Aufbau der Anordnung, mit jeweils einem Nennstromkontakt im Inneren eines Isolatorgehäuses, ermöglicht kostengünstig und einfach die erfindungsgemäße Anordnung zu realisieren.
  • Die Anordnung kann T-förmig sein und eine gemeinsame, elektrisch isolierende Stützersäule umfassen, insbesondere mit einer Schaltstange beweglich angeordnet im Inneren der Stützersäule und/oder kinematisch verbunden insbesondere mit einem gemeinsamen Antrieb. Dabei kann die T-förmige Anordnung zwei im Wesentlichen senkrecht zur Stützersäule in entgegengesetzte Richtungen angeordnete, insbesondere rohrförmige Paare von Isolatoren umfassen, wobei jeweils die Isolatoren eines Paares insbesondere mit der jeweiligen Längsachse im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Jeder Isolator kann jeweils wenigstens einen Nennstromkontakt umfassen. Somit ergeben sich wenigstens zwei parallel geschaltete Paare von Nennstromkontakten, wobei ein Paar jeweils zwei in Reihe geschaltete Nennstromkontakte umfasst. Die Parallelschaltung der Nennstromkontakte erhöht die Stromtragfähigkeit der Anordnung und die Reihenschaltung der Nennstromkontakte innerhalb eines Paares erhöht die schaltbare Spannung der Anordnung gegenüber einem gleich aufgebauten einzelnen Nennstromkontakt. Es ergibt sich ein kostengünstiger, einfacher Aufbau der Anordnung mit hoher Stromtragfähigkeit und hoher Schaltspannung bzw. Spannungsfestigkeit im geöffneten Schaltzustand.
  • Die Nennstromkontakte können über wenigstens ein Getriebe kinematisch miteinander gekoppelt sein, zur Umwandlung und Übertragung der Schaltbewegung, mit einem Schalten des jeweils zweiten Nennstromkontakts bei geöffnetem zugeordnetem erstem Nennstromkontakt. Das Getriebe kann eine Einschaltbewegung, von einem gemeinsamen Antrieb bereitgestellt, an den wenigstens einen ersten Nennstromkontakt übertragen, und zeitlich verzögert auf den wenigstens einen zweiten Nennstromkontakt. Eine Ausschaltbewegung kann das Getriebe, von einem gemeinsamen Antrieb bereitgestellt, an den wenigstens einen zweiten Nennstromkontakt übertragen, und zeitlich verzögert auf den wenigstens einen ersten Nennstromkontakt. Die Verwendung eines Getriebes ermöglicht die Schaltreihenfolge, mit den zuvor beschriebenen Vorteilen, bei Verwendung von nur einem gemeinsamen Antrieb, wodurch ein einfacher, kostengünstiger Aufbau der Anordnung ermöglicht wird. Es kann auch ein Haupt- und Nebengetriebe verwendet werden, insbesondere jeweils angeordnet zwischen zwei in Reihe geschalteten Nennstromkontakten, zur Übertragung einer Schaltbewegung mit Verzögerung auf parallel geschaltete Nennstromkontaktpaare. Dadurch ist eine kompakte, einfache und kostengünstige Anordnung zum Schalten möglich.
  • Die Anordnung kann ausgebildet sein zum Schalten von Gleich- und/oder Wechselspannungen, insbesondere bis 1200 kV.
  • Wenigstens einem, insbesondere allen Nennstromkontakten kann wenigstens ein Lichtbogenkontakt zugeordnet sein, und/oder wenigstens einem, insbesondere allen Nennstromkontakten kann wenigstens eine Blasdüse zugeordnet sein. So können alle Kontakte eine Blasdüse und/oder einen Lichtbogenkontakt aufweisen, wodurch eine sehr hohe zu schaltende Leistung bzw. sehr hohe zu schaltende Ströme und/oder Spannungen erreicht werden können, mit der Möglichkeit entstehende Lichtbögen an jedem Kontakt zu löschen. Alternativ kann auch einem Paar an Nennstromkontakten eine Blasdüse und/oder ein Lichtbogenkontakt zugeordnet sein, und ein anderes Paar an Nennstromkontakten ohne zugeordneter Blasdüse und/oder ohne zugeordneten Lichtbogenkontakt ausgebildet sein. Durch den einfachen Aufbau der Anordnung können Kosten und zu bewegende Massen beim Schalten reduziert werden, insbesondere bei gleicher oder erhöhter Schaltgeschwindigkeit. Vier Nennstromkontakte können von der Anordnung zum Schalten umfasst sein, mit zwei ersten Nennstromkontakten, welche eine Blasdüse am jeweiligen Nennstromkontakt umfassen, und zwei zweiten Nennstromkontakten, welche ohne Blasdüse ausgebildet sind.
  • Im eingeschalteten Zustand kann der Stromfluss über den zweiten Nennstromkontakt 20 bis 90%, insbesondere 50% des Stromflusses über den ersten Nennstromkontakt entsprechen. Dadurch ist eine hohe Stromtragfähigkeit der Anordnung im Ganzen möglich, wobei insbesondere bei einem zweiten Kontakt auf eine Blasdüse und einen Lichtbogenkontakt verzichtet werden kann.
  • Die Nennstromkontakte können jeweils aus zwei Kontaktstücken bestehen, insbesondere zwei hohlzylinderförmigen Kontaktstücken mit einem Durchmesser von 50 bis 200 mm, insbesondere 80 bis 150 mm. Die Kontaktstücke können aus einem gut leitenden Metall, insbesondere Kuper, Aluminium oder Stahl bestehen. Die Kontaktflächen der Kontaktstücke können versilbert sein und/oder Carbon umfassen. Dadurch kann verlustarm, d. h. mit geringem Widerstand über Kontakte bei eingeschaltetem Zustand der Anordnung, ein hoher Strom über die Anordnung fließen. Eine hohe Stromtragfähigkeit bei einfachem, kostengünstigem Aufbau der Anordnung wird dadurch gewährleistet.
  • Die Anordnung kann von einer Dreipoligen Schaltanlage, insbesondere mit einer zuvor beschriebenen Anordnung pro Pol, umfasst sein. Die Dreipolige Schaltanlage kann je Pol eine zuvor beschriebene Anordnung aufweisen, mit den zuvor pro Pol beschriebenen Vorteilen.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Schalten von Gleich- und/oder Wechselstrom in der Hochspannungstechnik, insbesondere unter Verwendung einer zuvor beschriebenen Anordnung, umfasst, dass wenigstens ein erster Nennstromkontakt in einem ersten Gehäuse vor wenigstens einem zweiten Nennstromkontakt in einem zweiten Gehäuse eingeschaltet wird und/oder dass wenigstens ein erster Nennstromkontakt in einem ersten Gehäuse nach wenigstens einem zweiten Nennstromkontakt in einem zweiten Gehäuse ausgeschaltet wird.
  • Zwei erste Nennstromkontakte, mit jedem der zwei ersten Nennstromkontakte in einem jeweiligen ersten Gehäuse, können insbesondere gleichzeitig eingeschaltet werden, vor dem Einschalten von zwei zweiten Nennstromkontakten, mit jedem der zwei zweiten Nennstromkontakte in einem jeweiligen zweiten Gehäuse. Die zwei ersten Nennstromkontakte, mit jedem der zwei ersten Nennstromkontakte in einem jeweiligen ersten Gehäuse, können insbesondere gleichzeitig ausgeschaltet werden, nach dem Ausschalten der zwei zweiten Nennstromkontakte, mit jedem der zwei zweiten Nennstromkontakte in einem jeweiligen zweiten Gehäuse.
  • Im eingeschalteten Zustand kann der Stromfluss ausschließlich über Nennstromkontakte erfolgen.
  • Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Schalten von Gleich- und/oder Wechselstrom in der Hochspannungstechnik, insbesondere unter Verwendung einer zuvor beschriebenen Anordnung, gemäß Anspruch 11 sind analog den zuvor beschriebenen Vorteilen der erfindungsgemäßen Anordnung zum Schalten hoher Ströme in der Hochspannungstechnik für einen Pol gemäß Anspruch 1 und umgekehrt.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in den Figuren 1 bis 3 dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
  • Dabei zeigen die
  • Figur 1
    schematisch in Schnittansicht für einen Pol eine erfindungsgemäße Anordnung 1 zum Schalten hoher Ströme in der Hochspannungstechnik von einer Seite betrachtet, und
    Figur 2
    schematisch in Schnittansicht die Anordnung 1 der Figur 1, von einer Seite senkrecht zur Ansicht der Figur 1 betrachtet, und
    Figur 3
    schematisch in Schnittansicht die Anordnung 1 der Figur 1 in Aufsicht betrachtet.
  • In Figur 1 ist schematisch in Schnittansicht eine erfindungsgemäße Anordnung 1 zum Schalten hoher Ströme in der Hochspannungstechnik dargestellt. Die Anordnung in Figur 1 ist zum Schalten für einen Pol ausgelegt, bei z. B. dreipoliger Auslegung werden insbesondere drei nebeneinander angeordnete erfindungsgemäße Anordnungen 1 verwendet. Die Schnittebene der Figur 1 durch die Anordnung 1 verläuft entlang der Höhe der Anordnung 1 und senkrecht zu Anschlussleitungen, welche der Einfachheit halber in den Figuren nicht dargestellt sind. Die Anordnung 1 ist auf einem Traggestell 5, z. B. in Form eines senkrechten T- oder Doppel-T-förmigen Stahlträgers, angeordnet.
  • Am oberen Ende des Traggestells 5 ist ein Umlenkgetriebe 7 mit einem insbesondere seitlich angebrachten Antrieb 6 befestigt. Der Antrieb 6 kann z. B. in Form eines Motors und/oder eines Federspeicherantriebs ausgebildet sein. Die Antriebsenergie bzw. Antriebsbewegung beim Schalten wird vom Antrieb 6 bereitgestellt und über eine kinematische Kette 13 auf Schaltkontakte übertragen. Die kinematische Kette 13 umfasst insbesondere das Umlenkgetriebe 7, eine Schaltstange 11, einen Getriebekopf 8 sowie ein Zusatzgetriebe 9.
  • Die Schaltstange 11 ist im Inneren entlang der Längsachse einer Stützsäule 10, insbesondere in Form eines gerippten Isolators aus Keramik, Kompositmaterial und/oder Silikon, angeordnet und beweglich gelagert. Die Stützsäule 10 ist auf dem Umlenkgetriebe 7, mit der Längsachse kollinear zur Längsachse des Traggestells 5, angeordnet. Auf dem oberen Ende der Stützsäule ist der Getriebekopf 8 sowie, insbesondere seitlich vom Getriebekopf 8, das Zusatzgetriebe 9 angeordnet.
  • In Figur 2 ist die erfindungsgemäße Anordnung 1 der Figur 1 schematisch in Schnittansicht von einer Seite dargestellt, welche sich senkrecht zur Seitenansicht der Figur 1 erstreckt. Die Anordnung 1 ist T-förmig ausgebildet, mit länglich, insbesondere gerippt ausgebildeten Isolatorgehäusen 4, welche jeweils auf zwei entgegengesetzten Seiten der Stützersäule 10, als Arme senkrecht von der Stützersäule 10 wegführend, am Getriebekopf 8 bzw. am Zusatzgetriebe 9 befestigt, angeordnet sind. Am Getriebekopf 8 sind zwei Isolatorgehäuse 4 angebracht, welche jeweils im Inneren einen ersten Nennstromkontakt 2 umfassen. Am Zusatzgetriebe 9, welches insbesondere seitlich am Getriebekopf 8 befestigt ist, sind zwei Isolatorgehäuse 4 angebracht bzw. angeordnet, welche jeweils im Inneren einen zweiten Nennstromkontakt 3 umfassen.
  • Die Isolatorgehäuse 4 am Zusatzgetriebe 9 können analog Isolatorgehäusen ausgebildet sein, welche aus dem Stand der Technik für Hilfsschaltstellen mit in Reihe geschalteten Widerständen bekannt sind. Statt der Hilfsschaltstellen mit in Reihe geschalteten Widerständen werden in den Isolatorgehäusen 4 der erfindungsgemäßen Anordnung 1 zweite Nennstromkontakte 3 angeordnet. Dadurch erhöht sich der Gesamtstrom, der maximal über die Anordnung 1, ohne Schädigung der Anordnung 1, zu einem Zeitpunkt fließen kann. Die Stromtragfähigkeit der Anordnung 1 ist erhöht.
  • Der Antrieb 6 stellt beim Schalten der Anordnung 1 die Bewegungsenergie bereit, welche zum Öffnen oder Schließen der Kontakte 2, 3, d. h. zum Antreiben der beweglichen Kontaktstücke der Kontakte 2, 3, notwendig ist. Die Bewegungsenergie wird über die kinematische Kette 13 auf die Kontakte 2, 3 übertragen. Z. B. wird die Bewegungsenergie vom Antrieb 6, insbesondere einem Federspeicherantrieb, über das Umlenkgetriebe 7 auf die Schaltstange 11 übertragen. Von der Schaltstange 11 wird die Bewegungsenergie auf den Getriebekopf 8 übertragen und insbesondere direkt an die ersten Nennstromkontakte 2 abgegeben.
  • Von der Schaltstange 11 direkt oder z. B. über den Getriebekopf 8, wird die Bewegungsenergie auf das Zusatzgetriebe 9 übertragen und insbesondere direkt an die zweiten Nennstromkontakte 3 abgegeben. Hilfsgetriebe sind von den ersten Nennstromkontakten 2 und/oder den zweiten Nennstromkontakten 3 umfasst, um z. B. zeitlich und vom Betrag und/oder der Richtung der Kraft her, unterschiedliche bewegliche Kontaktstücke eines Nennstromkontaktes 2 und/ oder 3 anzutreiben, mit unterschiedlichen Bewegungsprofilen. Insbesondere das Zusatzgetriebe 9 steuert oder regelt zeitliche Unterschiede zwischen dem Schalten der ersten Nennstromkontakte 2 und dem Schalten der zweiten Nennstromkontakte 3.
  • Die ersten Nennstromkontakte 2 werden beim Einschalten zuerst geschlossen, danach werden die zweiten Nennstromkontakte 3 geschlossen. Beim Ausschalten werden die zweiten Nennstromkontakte 3 zuerst getrennt, danach werden die ersten Nennstromkontakte 2 getrennt. Somit sind die zweiten Nennstromkontakte 3 immer im geöffneten Zustand, wenn die ersten Nennstromkontakte 2 geschaltet werden. Beim Schalten der zweiten Nennstromkontakte 3 sind die ersten Nennstromkontakte 2 immer im geschlossenen Zustand. Dadurch kann ein Strom während des Schaltens der zweiten Nennstromkontakte 3 über die parallel geschalteten ersten Nennstromkontakte 2 fließen. Ein Löschen von Lichtbögen an den zweiten Nennstromkontakte 3 muss dadurch nicht erfolgen und auf Löscheinrichtungen, wie z. B. Löschdüsen und/oder Lichtbogenkontakte, kann für die zweiten Nennstromkontakte 3 verzichtet werden. Ein Lichtbogen, welcher beim Schalten hoher Ströme auftritt, kann an den ersten Nennstromkontakten 2 gelöscht werden. Dazu können an den ersten Nennstromkontakten 2 Löscheinrichtungen, wie z. B. Löschdüsen und/oder Lichtbogenkontakte, vorgesehen sein.
  • Der Aufbau der zweiten Nennstromkontakte 3 ist bei der zuvor beschriebenen Anordnung 1 vereinfacht, deren Masse reduziert und somit ist bei hoher Stromtragfähigkeit der Anordnung 1 eine geringere Antriebsenergie beim Schalten notwendig, verglichen mit Anordnungen bekannt aus dem Stand der Technik. Der Antrieb und Elemente der kinematischen Kette 13 können kleiner ausgelegt sein, was Kosten einspart gegenüber einer Anordnung mit Nennstromkontakten 2, 3, bei welcher alle Nennstromkontakte 2, 3 Einrichtungen zum Löschen von Lichtbögen aufweisen.
  • In Figur 3 ist in Aufsicht die erfindungsgemäße Anordnung 1 der Figur 1 schematisch in Schnittansicht entlang der Nennstromkontakte 2, 3 dargestellt. Die Nennstromkontakte 2, 3 sind in den Isolatorgehäusen 4 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in den Figuren dargestellt ist, sind zwei erste Nennstromkontakte 2 elektrisch in Reihe hintereinander und zwischen zwei Anschlusskontakten 12 für äußere Stromleiter geschaltet. Parallel zu den zwei in Reihe geschalteten ersten Nennstromkontakten 2 sind zwei zweite Nennstromkontakte 3 elektrisch in Reihe hintereinander geschaltet. Die Schaltung ist nur schematisch dargestellt. Elektrische Leitungen in der erfindungsgemäßen Anordnung 1 können in den Isolatorgehäusen 4 und Getrieben 8, 9 verlaufen, insbesondere elektrisch isoliert innerhalb eines Isolators in entgegengesetzte Richtungen, und/oder die Nennstromkontakte 2, 3 können untereinander elektrisch innerhalb der Isolatorgehäuse 4 und Getriebe 8, 9 miteinander verbunden sein.
  • In den Figuren der Einfachheit halber nicht dargestellt, können jeweils an den Enden der Isolatorgehäuse 4 elektrische Anschlüsse 12 vorgesehen sein, über welche eine Verschaltung der Nennstromkontakte 2, 3 analog der in den Figuren dargestellte Verschaltung, außerhalb der Isolatorgehäuse 4 realisiert wird. Es sind auch andere Verschaltungen möglich, z. B. eine parallele Verschaltung jeweils eines ersten und eines zweiten Nennstromkontakts 2, 3, in Reihe geschaltet mit einem weiteren parallel verschalteten ersten und zweiten Nennstromkontakts 2, 3. Elektrische Leitungen für eine Verschaltung können über die Getriebe 8, 9 bzw. durch Getriebegehäuse führen, oder jeweils außerhalb von Gehäusen angeordnet sein, zwischen Anschlusskontakten 12.
  • In dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung 1, welches in den Figuren dargestellt ist, sind die Nennstromkontakte 2, 3 und die jeweils zugeordneten Isolatorgehäuse 4, mit jeweils einem Nennstromkontakt 2, 3 in einem Isolatorgehäuse 4, paarweise angeordnet. Die Anordnung 1 umfasst vier Nennstromkontakte 2, 3, mit einem ersten Paar von Isolatorgehäusen 4, welche einen ersten und einen zweiten Nennstromkontakt 2, 3 umfassen, und mit einem zweiten Paar von Isolatorgehäusen 4, welche ebenfalls einen ersten und einen zweiten Nennstromkontakt 2, 3 umfassen.
  • Die Isolatorgehäuse 4 eines Paares sind mit ihren Längsachsen parallel zueinander angeordnet, insbesondere mit den jeweiligem Nennstromkontakt 2, 3 in einem Isolatorgehäuse 4 im Wesentlichen parallel angeordnet zum Nennstromkontakt 2, 3 in dem anderen Isolatorgehäuse 4. Die zwei Paare von Isolatorgehäusen 4, mit einem Nennstromkontakt 2, 3 pro Isolatorgehäuse 4, sind hintereinander angeordnet, verbunden über die Getriebe 8, 9. Dabei sind die zwei ersten Nennstromkontakte 2 sowie deren Isolatorgehäuse 4 über den Getriebekopf 8 verbunden, und die zwei zweiten Nennstromkontakte 3 sowie deren Isolatorgehäuse 4 sind über das Zusatzgetriebe 9 verbunden.
  • Die Nennstromkontakte 2, 3 und Isolatorgehäuse 4 liegen mit ihren Mittelachsen im Wesentlichen in einer Ebene, welche z. B. parallel zum Untergrund, auf welchem das Traggestell 5 aufgestellt ist, angeordnet ist. Eine T-Form der Anordnung 1 ergibt sich mit einer Mittelsenkrechten der T-Form umfassend das Traggestell 5, das Umlenkgetriebe 7 mit seitlich befestigtem Antrieb 6, der Stützsäule 10 und dem Getriebekopf 8 mit seitlich befestigtem Zusatzgetriebe 9. Die Waagerechte der T-Form ergibt sich aus den zwei Paaren von Isolatorgehäusen 4, mit einem Nennstromkontakt 2,3 pro Isolatorgehäuse 4, wobei ein Paar an Isolatorgehäusen 4 über die Getriebe 8, 9 mit dem anderen Paar an Isolatorgehäusen 4 verbunden ist.
  • Ein Paar an Isolatorgehäusen 4, welches im Ausführungsbeispiel der Figuren dargestellt ist, umfasst jeweils ein rohrförmiges Isolatorgehäuse 4 mit größerem Querschnitt und ein rohrförmiges Isolatorgehäuse 4 mit kleinerem Querschnitt. Jeweils der erste Nennstromkontakt 2, z. B. mit Löschdüse und/oder Lichtbogenkontakt, ist in dem Isolatorgehäuse 4 mit größerem Querschnitt angeordnet, wobei die zwei ersten Nennstromkontakt 2 mit ihren zugehörigen Isolatorgehäusen 4 über den Getriebekopf 8 miteinander verbunden sind. Jeweils der zweite Nennstromkontakt 3, z. B. ohne Löschdüse und/oder ohne Lichtbogenkontakt, ist in dem Isolatorgehäuse 4 mit kleinerem Querschnitt angeordnet, wobei die zwei zweiten Nennstromkontakt 3 mit ihren zugehörigen Isolatorgehäusen 4 über das Zusatzgetriebe 9 miteinander verbunden sind.
  • Alternativ, der Einfachheit halber in den Figuren nicht dargestellt, können alle Isolatorgehäuse 4 z. B. die gleiche Größe bzw. den gleichen Querschnitt aufweisen. Es können alle Nennstromkontakte 2, 3 wenigstens eine Löschdüse und/oder wenigstens einen Lichtbogenkontakt aufweisen. Es können alternativ auch alle Nennstromkontakte 2, 3 ohne Löschdüse und/oder Lichtbogenkontakt ausgebildet sein. Die stromtragenden Teile unterschiedlicher Nennstromkontakte 2, 3 können mit unterschiedlichen Stromleitungsquerschnitt ausgebildet sein und/oder im geöffneten Zustand können unterschiedlicher Nennstromkontakte 2, 3 unterschiedliche Abstände zwischen den Kontaktstücken aufweisen. Die Nennstromkontakte 2, 3 können auch identisch aufgebaut sein.
  • Eine Steuerung oder Regelung unterschiedlicher Schaltzeiten von ersten und zweiten Nennstromkontakten 2, 3 kann über die Getriebe 8, 9 erfolgen. Insbesondere das Zusatzgetriebe 9 kann zeitlich ein späteres Einschalten und ein früheres Ausschalten der zweiten Nennstromkontakte 3 gegenüber den ersten Nennstromkontakten 2 bewirken. Alternativ oder zusätzlich können der Getriebekopf und/oder Getriebeeinheiten der einzelnen Nennstromkontakte bzw. beweglichen Kontaktstücke ein späteres Einschalten und ein früheres Ausschalten der zweiten Nennstromkontakte 3 gegenüber den ersten Nennstromkontakten 2 bewirken. Eine Steuerung oder Regelung unterschiedlicher Schaltzeiten von ersten und zweiten Nennstromkontakten 2, 3 kann alternativ oder zusätzlich über die Position und/oder Länge der Schaltstrecke erfolgen.
  • Es können z. B. mehrere Schaltstangen 11, z. B. eine Schaltstange für den Getriebekopf 8 und eine Schaltstange für das Zusatzgetriebe 9, verwendet werden. Die Anordnung 1 kann z. B. nur ein Paar Kontakte umfassen, bestehend aus einem ersten und einem zweiten Nennstromkontakt 2, 3. Es können auch mehr Kontaktpaare 2, 3 umfasst sein und/oder mehr als zwei Nennstromkontakte 2, 3 jeweils parallel und/oder in Reihe geschaltet sein. Die Anordnung 1 kann T-förmig sein, oder andere Formen wie z. B. umgekehrte L-Form oder I-Form aufweisen. Erste und/oder zweite Nennstromkontakte 2, 3 können Löscheinrichtungen zum Löschen von Lichtbögen aufweisen, und können mit gleichen oder unterschiedlichen z. B. Rohrdurchmessern für Kontaktstücke ausgebildet sein, um unterschiedliche Stromtragfähigkeiten zu realisieren, und/oder können Vakuumröhren als Nennstromkontakte umfassen. Es kann ein gemeinsamer Antrieb 6 und/oder ein Umlenkgetriebe 7 und/oder eine Stützersäule 10 und/oder eine Schaltstange 11 vorgesehen sein, oder es können mehrere Antriebe vorgesehen sein, z. B. ein Antrieb pro ersten Nennstromkontakten und ein Antrieb pro zweiten Nennstromkontakten mit weiteren Elementen der kinematischen Kette. Es kann auch für jeden Nennstromkontakt ein Antrieb vorgesehen sein, insbesondere mit unabhängigen kinematischen Ketten für jeden Nennstromkontakt.
  • Das Traggestell 5 kann in Form eines T- oder Doppel-T-Trägers ausgebildet sein. Es können auch andere Traggestelle 5 verwendet werden, insbesondere aus Stahl oder Aluminium. Isolatorgehäuse und/oder Stützersäulen können rohrförmig, insbesondere außen gerippt ausgebildet sein, z. B. aus Silikon, Kompositwerkstoffen und/oder Keramik. Die Isolatorgehäuse und/oder Stützersäulen können auch andere Formen aufweisen, z. B. Kegel- oder Kugelform. Das Zusatzgetriebe mit den zugeordneten Isolatorgehäusen kann seitlich am Getriebekopf angeordnet sein. Das Zusatzgetriebe mit den zugeordneten Isolatorgehäusen kann alternativ z. B. über oder unter dem Getriebekopf angeordnet sein. Die erfindungsgemäße Anordnung kann für einen Pol ausgebildet sein, es können für mehrere Pole mehr als eine Anordnung insbesondere parallel zueinander angeordnet werden. Zum Schalten hoher Ströme und/oder Spannungen können mehr als eine erfindungsgemäße Anordnung insbesondere hintereinander angeordnet werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Anordnung zum Schalten hoher Ströme
    2
    erster Nennstromkontakt
    3
    zweiter Nennstromkontakt
    4
    Isolatorgehäuse
    5
    Traggestell
    6
    Antrieb
    7
    Umlenkgetriebe
    8
    Getriebekopf
    9
    Zusatzgetriebe, insbesondere Widerstandsgetriebe
    10
    Stützersäule
    11
    Schaltstange
    12
    Anschlusskontakt
    13
    kinematische Kette

Claims (13)

  1. Anordnung (1) zum Schalten hoher Ströme in der Hochspannungstechnik für einen Pol, mit wenigstens einem ersten und mit wenigstens einem zweiten Kontakt (2, 3), wobei ein Kontakt (2, 3) wenigstens zwei Kontaktstücke aufweist, welche im geschlossenen Schaltzustand in elektrischem und/oder mechanischem Kontakt miteinander stehen, und wobei der wenigstens eine erste Kontakt (2) in einem ersten Gehäuse (4) angeordnet ist und der wenigstens eine zweite Kontakt (3) in einem zweiten Gehäuse (4) angeordnet ist,
    wobei der wenigstens eine erste und der wenigstens eine zweite Kontakt (2, 3) jeweils Nennstromkontakte sind, welche parallel zueinander geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet,
    dass beim Schalten des wenigstens einen ersten Nennstromkontakts (2) der wenigstens eine zweite Nennstromkontakt (3) immer im geöffneten Schaltzustand ist, und wobei Hilfsgetriebe von den ersten und/oder zweiten Nennstromkontakten (2, 3) umfasst sind, um unterschiedliche bewegliche Kontaktstücke eines Nennstromkontaktes (2, 3) anzutreiben, mit unterschiedlichen Bewegungsprofilen.
  2. Anordnung (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    jeweils das erste und das zweite Gehäuse (4) einen außen gerippten Isolator aus Silikon und/oder aus Keramik umfassen.
  3. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Anordnung (1) T-förmig ist und eine gemeinsame,
    elektrisch isolierende Stützersäule (10) umfasst, insbesondere mit einer Schaltstange (11) beweglich angeordnet im Inneren der Stützersäule (10) und kinematisch verbunden mit einem gemeinsamen Antrieb (6), und wobei die T-förmige Anordnung (1) zwei im Wesentlichen senkrecht zur Stützersäule (10) in entgegengesetzte Richtungen angeordnete, rohrförmige Paare von Isolatoren (4) umfasst, wobei jeweils die Isolatoren eines Paares mit der jeweiligen Längsachse im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und jeder Isolator jeweils wenigstens einen Nennstromkontakt (2, 3) umfasst.
  4. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Nennstromkontakte (2, 3) über wenigstens ein Getriebe (8, 9) kinematisch miteinander gekoppelt sind, zur Umwandlung und Übertragung der Schaltbewegung, mit einem Schalten des jeweils zweiten Nennstromkontakts (3) bei geöffneten zugeordneten ersten Nennstromkontakt (2).
  5. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Anordnung (1) ausgebildet ist zum Schalten von Gleich- oder Wechselspannungen, insbesondere bis 1200 kV.
  6. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens einem, insbesondere allen Nennstromkontakten (2, 3) wenigstens ein Lichtbogenkontakt zugeordnet ist, und dass wenigstens einem, insbesondere allen Nennstromkontakten (2, 3) wenigstens eine Blasdüse zugeordnet ist.
  7. Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    vier Nennstromkontakte (2, 3) umfasst sind, mit zwei ersten Nennstromkontakten (2), welche eine Blasdüse am jeweiligen Nennstromkontakt (2) umfassen, und zwei zweiten Nennstromkontakten (3), welche ohne Blasdüse ausgebildet sind.
  8. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    im eingeschalteten Zustand der Stromfluss über den zweiten Nennstromkontakt (3) 20 bis 90%, insbesondere 50% des Stromflusses über den ersten Nennstromkontakt (2) entspricht.
  9. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Nennstromkontakte (2, 3) jeweils aus zwei Kontaktstücken bestehen, insbesondere zwei hohlzylinderförmigen Kontaktstücken mit einem Durchmesser von 50 bis 200 mm, insbesondere 80 bis 150 mm, und dass die Kontaktstücke aus einem gut leitenden Metall, insbesondere Kuper, Aluminium oder Stahl bestehen, und dass die Kontaktflächen der Kontaktstücke versilbert sind und Carbon umfassen.
  10. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Anordnung (1) von einer dreipoligen Schaltanlage, insbesondere mit einer Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche pro Pol, umfasst ist.
  11. Verfahren zum Schalten von Gleich- und/oder Wechselstrom in der Hochspannungstechnik, insbesondere unter Verwendung einer Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens ein erster Nennstromkontakt (2) in einem ersten Gehäuse (4) vor wenigstens einem zweiten Nennstromkontakt (3) in einem zweiten Gehäuse (4) eingeschaltet wird und dass wenigstens ein erster Nennstromkontakt (2) in einem ersten Gehäuse (4) nach wenigstens einem zweiten Nennstromkontakt (3) in einem zweiten Gehäuse (4) ausgeschaltet wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zwei erste Nennstromkontakte (2), mit jedem der zwei ersten Nennstromkontakte (2) in einem jeweiligen ersten Gehäuse (4), gleichzeitig eingeschaltet werden, vor dem Einschalten von zwei zweiten Nennstromkontakten (3), mit jedem der zwei zweiten Nennstromkontakte (3) in einem jeweiligen zweiten Gehäuse (4), und dass die zwei ersten Nennstromkontakte (2), mit jedem der zwei ersten Nennstromkontakte (2) in einem jeweiligen ersten Gehäuse (4), gleichzeitig ausgeschaltet werden, nach dem Ausschalten der zwei zweiten Nennstromkontakte (3), mit jedem der zwei zweiten Nennstromkontakte (3) in einem jeweiligen zweiten Gehäuse(4).
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    im eingeschalteten Zustand der Stromfluss ausschließlich über Nennstromkontakte (2, 3) erfolgt.
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