EP3756204B1 - Hochspannungsleistungsschalter mit einschaltwiderstandsanordnung - Google Patents

Hochspannungsleistungsschalter mit einschaltwiderstandsanordnung Download PDF

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EP3756204B1
EP3756204B1 EP19704234.4A EP19704234A EP3756204B1 EP 3756204 B1 EP3756204 B1 EP 3756204B1 EP 19704234 A EP19704234 A EP 19704234A EP 3756204 B1 EP3756204 B1 EP 3756204B1
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EP
European Patent Office
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circuit breaker
voltage circuit
unit
closing resistor
switching unit
Prior art date
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English (en)
French (fr)
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EP3756204A1 (de
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Radu-Marian Cernat
Armin Grund
Johannes Kern
Friedrich Löbner
Andrzej Nowakowski
Frank Reichert
Jens Schimmelpfennig
Andre Singer
Wolfgang SÖRRIES
Stefan Wilke
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Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
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Publication date
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    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H01H33/66207—Specific housing details, e.g. sealing, soldering or brazing

Definitions

  • the invention relates to a high-voltage circuit breaker, preferably in dead-tank design, with a switching unit which has a switching device and an actuating element which is axially movable with respect to a longitudinal axis of the switching device for actuating the switching device, and with a switch-on resistance unit which has a switch-on resistance arrangement and an actuating element which is axially movable with respect to a longitudinal axis of this switch-on resistance arrangement for actuating the switch-on resistance arrangement, wherein the actuating element for moving the actuating element is coupled to the latter.
  • High-voltage circuit breakers are, for example, EP 0 022 535 A1 , US 4 009 458 A , US 2014/076853 A1 , DE 195 39 997 A1 , EP 0 024 252 A1 , CN 203 250 698 U and EP 2 034 500 A1 known. Due to the way it works, the on-resistance of the on-resistance arrangement is switched on by the switching device of the high-voltage circuit breaker shortly before the circuit is closed and is short-circuited after a short time (also called the exposure time). In principle, two designs are possible, whereby the on-resistance can be connected in parallel or in series with the switching unit.
  • the on-resistance is switched on by an additional contact system before the switching unit and then short-circuited by the switching unit.
  • This contact system must be designed to withstand high voltages, but not be dimensioned for high current carrying capacity.
  • the switching device closes first and thus switches on the on-resistance. This is subsequently short-circuited by an additional contact system, which is designed for high current carrying capacity but does not have to meet high dielectric requirements.
  • metal-encapsulated high-voltage circuit breakers A solution has been established for both variants that combines the circuit breaker and the switch-on resistor in one gas container. Due to deviations from the axial symmetry, the available installation space is not used optimally. The disadvantage is the unnecessarily large gas volume, which in most cases is filled with climate-damaging SF6 gas.
  • Such a high-voltage circuit breaker with a switch-on resistor arrangement is known from the publication US 5 245 145 A
  • a switching unit that has a switching device referred to as an interrupter unit and an actuating element that is axially movable with respect to a longitudinal axis of the switching device for actuating the switching device
  • a switch-on resistance unit that has a switch-on resistance arrangement (EWID arrangement) and an actuating element that is axially movable with respect to a longitudinal axis of this switch-on resistance arrangement for actuating the switch-on resistance arrangement.
  • EWID arrangement switch-on resistance arrangement
  • the two longitudinal axes are arranged essentially coaxially, so that the actuating element and the actuating element are coupled via the common axis.
  • the coupling can be made directly, or via a type of coupling device, which then only consists of an intermediate element that is located in an enclosed gas space of the high-voltage circuit breaker. Both of the units mentioned are located together in a high-voltage circuit breaker housing.
  • the high-voltage circuit breaker with (i) a switching unit which has a switching device and an actuating element which is axially movable with respect to a longitudinal axis of the switching device for actuating the switching device and with (ii) a switch-on resistance unit which has a switch-on resistance arrangement and an actuating element which is axially movable with respect to a longitudinal axis of this switch-on resistance arrangement for actuating the switch-on resistance arrangement, wherein the actuating element is coupled to the actuating element for moving the actuating element, it is provided that the longitudinal axis of the switching unit and the longitudinal axis of the switch-on resistance unit are spaced apart from one another or have a distance from one another, wherein the actuating and actuating elements are coupled via a coupling device of the high-voltage circuit breaker.
  • the switching unit and switch-on resistance unit are therefore not arranged with their longitudinal axes coaxially one behind the other on a common axis and can now be arranged compactly next to one another.
  • a coupling device is required for coupling the actuating and actuating elements.
  • the two units are arranged side by side with respect to at least one of the two corresponding longitudinal axes or, in other words, there is an axial overlap of the two units with respect to at least one of the two longitudinal axes.
  • the high-voltage circuit breaker or at least its switching unit has a dead tank design.
  • the switching unit is therefore a dead tank switch.
  • the interior spaces of the two housings are connected to one another via housing cross-connections, whereby a common gas space is formed and electrical contacts can be formed between components of the two units.
  • the longitudinal axes of the switching device and the switch-on resistor arrangement have an axial offset.
  • the two longitudinal axes are arranged in particular parallel.
  • the coupling device is then used to compensate for the axial offset between the longitudinal axes of the switching unit and the on-resistance arrangement and runs essentially transversely, for example perpendicularly, to these axes.
  • the longitudinal axis of the switching device is also the longitudinal axis of the entire switching unit and the longitudinal axis of the on-resistance unit is also the longitudinal axis of the entire on-resistance unit.
  • the high-voltage circuit breaker advantageously has a frame or other base that supports the switching unit and the on-resistance unit. Terms such as “above”, “below” or “next to” are clearly defined on this base.
  • the switching unit and the on-resistance unit are arranged next to one another.
  • the two units have essentially the same height with respect to the frame/base.
  • the switching unit is arranged above the on-resistance unit. In this way, not much floor space is required.
  • the on-resistance unit above the switching unit. This also means that not much floor space is required.
  • the switching unit and the on-resistance unit each have their own housing.
  • the housings are designed in such a way that one housing (switch housing) can be clearly assigned to the switching unit and the other housing (on-resistance housing) can be clearly assigned to the on-resistance unit.
  • the interior spaces of the housings are connected to one another via at least one cross connection, i.e. a housing cross connection. This results in a common gas space.
  • the coupling device has a coupling mechanism with at least one rod.
  • the corresponding coupling is therefore a mechanical coupling.
  • the coupling mechanism has at least one lever and/or at least one rod and/or at least one shaft.
  • the Fig. 1 shows a high-voltage circuit breaker 10 in a dead tank design.
  • This high-voltage circuit breaker 10 comprises a switching unit 12 with a switching device 14 and a switch housing 16 housing the switching device 14 with two connection flanges 18.
  • the switching unit 12 of a high-voltage circuit breaker 10 is generally also referred to as an interrupter unit (UE).
  • the corresponding switching device 14 has a longitudinal axis 20.
  • the switch housing 16 is designed in such a way that it takes over this longitudinal axis 20, so that the longitudinal axis 20 is also the longitudinal axis of the complete switching unit 12.
  • the high-voltage circuit breaker 10 also has a switch-on resistance unit (EWID unit) 22 with a switch-on resistance arrangement (EWID arrangement) 24 and a switch-on resistance housing 26 housing the switch-on resistance arrangement 24.
  • the on-resistance arrangement 24 also has a longitudinal axis 28.
  • the on-resistance housing 26 is designed such that it takes over this longitudinal axis 28, so that the longitudinal axis 28 of the on-resistance arrangement 24 is also the longitudinal axis of the complete on-resistance unit 22.
  • the longitudinal axis 20 of the switching unit 12 and the longitudinal axis 28 of the on-resistance unit 22 are aligned parallel and are spaced apart from one another or are at a distance from one another.
  • the longitudinal axes 20, 28 of the switching device 14 and the on-resistance arrangement 24 have an axis offset A.
  • the high-voltage circuit breaker 10 has a coupling device 30 which couples the actuation of the switch-on resistor arrangement 24 to an actuation of the switching device 14.
  • the coupling device 30 leads from the switching unit 12 to the switch-on resistor unit 22 and is designed as a coupling mechanism 34.
  • the coupling device 30 runs essentially perpendicular to these axes in order to compensate for the axis offset A between the longitudinal axes 20, 28 of the switching unit 12 and the switch-on resistor arrangement 22. 20, 28.
  • the interiors of the two housings 16, 26 are connected to one another via cross connections 32, i.e. housing cross connections. This results in a common gas space.
  • the cross connections 32 allow corresponding electrical contacts between components of the two units 12, 22.
  • the switching device 14 and the on-resistance arrangement 24 are not arranged coaxially one behind the other with their longitudinal axes 20, 28 on a common axis, but rather compactly next to one another.
  • the two units (switching unit and on-resistance unit) 12, 22 are therefore arranged next to one another with respect to their longitudinal axes 20, 28.
  • an actuating element 36 is provided for actuating the switching device 14, which is axially movable with respect to the longitudinal axis 20 of the switching device 14.
  • an actuating element 38 is provided for actuating the switch-on resistor arrangement 24, which is essentially axially movable with respect to the longitudinal axis 28 of the switch-on resistor arrangement 24.
  • the coupling mechanism 34 has levers 40 and a rod 42 between the levers 40. It therefore has a certain similarity to a classic wiper rod of a windshield wiper in an automobile.
  • the two units 12, 22 are arranged one above the other, with the switching unit 12 specifically being arranged above the on-resistance unit 22.
  • FIGS. 2 to 6 show further variants of the high-voltage circuit breaker 10, which in many aspects are similar to the variant of the Fig. 1 correspond, so that in the following only the differences to the variant of the Fig. 1 is received.
  • Fig. 2 a variant of the high-voltage circuit breaker 10 is shown in which the two units 12, 22 are arranged side by side. At one end of the switching unit 12, where the coupling device 30 is also located, a corresponding actuator for the actuating element 36 and indirectly via the coupling device 30 also for the actuating element 38 can be seen.
  • the high-voltage circuit breaker 10 further comprises a frame 48 (or alternatively another base for the two units 12, 22) supporting the switching unit 12 and the on-resistance unit 22.
  • a frame 48 or alternatively another base for the two units 12, 22 supporting the switching unit 12 and the on-resistance unit 22.
  • the switching unit 12 and the on-resistance unit 22 are arranged horizontally next to one another, with the two units 12, 22 having essentially the same height with respect to the frame 48.
  • the Fig. 4 shows a variant of the high-voltage circuit breaker 10 in which the switch-on resistor unit 22 is arranged above the switching unit 12.
  • the bushings 46 are flanged to the switch-on resistor housing 26. The contacting of the switching device 14 takes place through the switch-on resistor housing 26 and the housing cross-connections 32.
  • switching unit 12 and on-resistance unit 22 are arranged next to each other, with the on-resistance unit 22 being arranged higher than the switching unit 12.
  • the Fig. 5 shows the high-voltage switch 10 from one side, the Fig. 6 from the other.
  • both units 12, 22 are connected to each other via intermediate elements 50 and each to a feedthrough 46.
  • the intermediate elements 50 are a type of T-shaped cross connections 32, each of which enables the additional connection of a feedthrough 46.
  • the non-coaxial arrangement of switching unit 12 and on-resistance unit 22 forms a very compact circuit breaker 10.
  • the highest "packing density" is achieved by the parallel arrangement of switching unit 12 and on-resistance unit 22 in a dedicated tank.
  • the two units 12, 22 can be positioned differently in relation to one another, with each individual mounting position having positive and rather problematic aspects.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Circuit Breakers (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsleistungsschalter, bevorzugt in Dead-Tank-Bauform, mit einer Schalteinheit, die eine Schalteinrichtung und ein bezüglich einer Längsachse der Schalteinrichtung axial bewegbares Betätigungselement zum Betätigen der Schalteinrichtung aufweist und mit einer Einschaltwiderstandseinheit, die eine Einschaltwiderstandsanordnung und ein bezüglich einer Längsachse dieser Einschaltwiderstandsanordnung axial bewegbares Stellelement zum Betätigen der Einschaltwiderstandsanordnung aufweist, wobei das Betätigungselement zum Bewegen des Stellelements an dieses gekoppelt ist.
  • Hochspannungsleistungsschalter sind z. B. aus der EP 0 022 535 A1 , US 4 009 458 A , US 2014/076853 A1 , DE 195 39 997 A1 , EP 0 024 252 A1 , CN 203 250 698 U und EP 2 034 500 A1 bekannt. Funktionsbedingt wird der Einschaltwiderstand der Einschaltwiderstandsanordnung kurz vor dem Schließen des Stromkreises durch die Schalteinrichtung des Hochspannungsleistungsschalters zugeschaltet und nach kurzer Zeit (auch Einwirkzeit genannt) kurzgeschlossen. Hierbei sind prinzipiell zwei Ausführungen möglich, wobei der Einschaltwiderstand parallel oder in Reihe zur Schalteinheit geschaltet werden kann. Bei der Parallelschaltung wird der Einschaltwiderstand von einem zusätzlichen Kontaktsystem zeitlich vor der Schalteinheit zugeschaltet und anschließend von der Schalteinheit kurzgeschlossen. Dieses Kontaktsystem muss hochspannungsfest ausgeführt sein, jedoch nicht für hohe Stromtragfähigkeit dimensioniert sein. Bei der Reihenschaltung schließt die Schalteinrichtung zuerst und schaltet somit den Einschaltwiderstand zu. Dieser wird nachträglich von einem zusätzlichen Kontaktsystem kurzgeschlossen, welches für hohe Stromtragfähigkeit ausgelegt ist, jedoch keine hohe dielektrische Anforderung erfüllen muss. Im Falle der metallgekapselten Hochspannungsleistungsschalter hat sich für beide Varianten eine Lösung etabliert, die Leistungsschalter und Einschaltwiderstand in einem Gasbehälter vereint. Hierbei wird aufgrund von Abweichungen von der Axialsymmetrie der verfügbare Bauraum nicht optimal ausgenutzt. Nachteilig ist das dabei das unnötig große Gasvolumen, welches in den meisten Fällen mit klimaschädlichem SF6-Gas gefüllt wird.
  • Ein derartiger Hochspannungsleistungsschalter mit Einschaltwiderstandsanordnung ist aus der Druckschrift US 5 245 145 A bekannt. Diese zeigt einen Hochspannungsleistungsschalter in Dead-Tank-Bauform, mit einer Schalteinheit, die eine als Unterbrechereinheit bezeichnete Schalteinrichtung und ein bezüglich einer Längsachse der Schalteinrichtung axial bewegbares Betätigungselement zum Betätigen der Schalteinrichtung aufweist und mit einer Einschaltwiderstandseinheit, die eine Einschaltwiderstandsanordnung (EWID-Anordnung) und ein bezüglich einer Längsachse dieser Einschaltwiderstandsanordnung axial bewegbares Stellelement zum Betätigen der Einschaltwiderstandsanordnung aufweist Die beiden Längsachsen sind im Wesentlichen koaxial angeordnet, sodass Betätigungselement und Stellelement über die gemeinsame Achse gekoppelt sind. Die Kopplung kann direkt erfolgen, oder über eine Art Koppeleinrichtung, die dann jedoch nur aus einem Zwischenelement besteht, welches sich in einem eingehausten Gasraum des Hochspannungsleistungsschalters befindet. Beide genannten Einheiten befinden sich dabei gemeinsam in einem Hochspannungsleistungsschalter-Gehäuse.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung einen abweichend aufgebauten Hochspannungsleistungsschalter anzugeben, der insbesondere kompakter gebaut ist.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Hochspannungsleistungsschalter mit (i) einer Schalteinheit, die eine Schalteinrichtung und ein bezüglich einer Längsachse der Schalteinrichtung axial bewegbares Betätigungselement zum Betätigen der Schalteinrichtung aufweist und mit (ii) einer Einschaltwiderstandseinheit, die eine Einschaltwiderstandsanordnung und ein bezüglich einer Längsachse dieser Einschaltwiderstandsanordnung axial bewegbares Stellelement zum Betätigen der Einschaltwiderstandsanordnung aufweist, wobei das Betätigungselement zum Bewegen des Stellelements an dieses gekoppelt ist, ist vorgesehen, dass die Längsachse der Schalteinheit und die Längsachse der Einschaltwiderstandseinheit voneinander beabstanded sind bzw. einen Abstand voneinander aufweisen, wobei die Kopplung von Betätigungs- und Stellelement über eine Koppeleinrichtung des Hochspannungsleistungsschalters erfolgt. Somit sind Schalteinheit und Einschaltwiderstandseinheit nicht mit ihren Längsachsen koaxial hintereinander auf einer gemeinsamen Achse angeordnet und können nun kompakt nebeneinander angeordnet werden. Für die Kopplung von Betätigungs- und Stellelement wird dazu allerdings eine Koppeleinrichtung benötigt.
  • Bei einer derartigen kompakten Anordnung nebeneinander sind die beiden Einheiten (Schalteinheit und Einschaltwiderstandseinheit) bezüglich mindestens einer der beiden entsprechenden Längsachsen nebeneinander angeordnet oder anders ausgedrückt, es gibt bezüglich mindestens einer der beiden Längsachsen einen axialen Überlapp der beiden Einheiten.
  • Erfindungsgemäß weist der Hochspannungsleistungsschalter oder zumindest seine Schalteinheit eine Dead-Tank-Bauform auf. Erfindungsgemäß ist die Schalteinheit also ein Dead-Tank-Schalter. Die Innenräume der beiden Gehäuse sind über Gehäusequerverbindungen miteinander verbunden, wodurch ein gemeinsamer Gasraum gebildet ist und elektrische Kontaktierungen zwischen Komponenten der beiden Einheiten ausbildbar sind. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Längsachsen von Schalteinrichtung und Einschaltwiderstandsanordnung (EWID-Anordnung) einen Achsversatz aufweisen. Die beiden Längsachsen sind dabei insbesondere parallel angeordnet. Die Koppeleinrichtung wird dann zum Ausgleich des Achsversatzes zwischen den Längsachsen von Schalteinheit und Einschaltwiderstandsanordnung genutzt und verläuft im Wesentlichen quer, beispielsweise senkrecht, zu diesen Achsen. In der Regel ist die Längsachse der Schalteinrichtung auch die Längsachse der gesamten Schalteinheit und die Längsachse der Einschaltwiderstandseinheit auch die Längsachse der gesamten Einschaltwiderstandseinheit.
  • Mit Vorteil weist der Hochspannungsleistungsschalter ein Gestell oder eine sonstige die Schalteinheit und die Einschaltwiderstandseinheit tragende Basis auf. Über diese Basis sind Begriffe wie "über", "unter" oder "neben" klar definiert.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schalteinheit und die Einschaltwiderstandseinheit nebeneinander angeordnet sind. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die beiden Einheiten bezüglich des Gestells/der Basis die im Wesentlichen gleiche Höhe aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist alternativ oder zusätzlich vorgesehen, dass die Schalteinheit oberhalb der Einschaltwiderstandseinheit angeordnet ist. Auf diese Weise wird nicht viel Grundfläche benötigt.
  • Alternativ dazu ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Einschaltwiderstandseinheit oberhalb der Schalteinheit angeordnet ist. Auch auf diese Weise wird nicht viel Grundfläche benötigt.
  • Die Schalteinheit und die Einschaltwiderstandseinheit weisen jeweils ein eigenes Gehäuse auf. Die Gehäuse sind dabei so ausgestaltet, dass man das eine Gehäuse (Schaltergehäuse) klar der Schalteinheit und das andere Gehäuse (Einschaltwiderstandsgehäuse) klar der Einschaltwiderstandseinheit zuordnen kann.
  • Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Innenräume der Gehäuse über mindestens eine Querverbindung, also eine Gehäusequerverbindung, miteinander verbunden sind. Es ergibt sich dadurch ein gemeinsamer Gasraum.
  • Die Koppeleinrichtung weist eine Koppel-Mechanik mit mindestens einem Gestänge auf. Die entsprechende Kopplung ist also eine mechanische Kopplung.
  • Bei dieser Ausgestaltung ist insbesondere vorgesehen, dass die Koppel-Mechanik mindestens einen Hebel und/oder mindestens ein Gestänge und/oder mindestens eine Welle aufweist.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung in Zeichnungen gezeigt und nachfolgend näher beschrieben. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    einen Hochspannungsleistungsschalter gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
    Fig. 2
    einen Hochspannungsleistungsschalter gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
    Fig. 3
    den in Fig. 2 gezeigten Hochspannungsleistungsschalter aus einer anderen Perspektive,
    Fig. 4
    einen Hochspannungsleistungsschalter gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
    Fig. 5
    einen Hochspannungsleistungsschalter gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und
    Fig. 6
    den in Fig. 5 gezeigten Hochspannungsleistungsschalter aus einer anderen Perspektive.
  • Die Fig. 1 zeigt einen Hochspannungsleistungsschalter 10 in einer Dead-Tank-Bauform. Dieser Hochspannungsleistungsschalter 10 umfasst eine Schalteinheit 12 mit einer Schalteinrichtung 14 und einem die Schalteinrichtung 14 einhausenden Schaltergehäuse 16 mit zwei Anschlussflanschen 18. Die Schalteinheit 12 eines Hochspannungsleistungsschalters 10 wird in der Regel auch als Unterbrechereinheit (UE) bezeichnet. Die entsprechende Schalteinrichtung 14 weist eine Längsachse 20 auf. Das Schaltergehäuse 16 ist so ausgestaltet, dass es diese Längsachse 20 übernimmt, sodass die Längsachse 20 auch die Längsachse der kompletten Schalteinheit 12 ist. Neben der Schalteinheit 12 weist der Hochspannungsleistungsschalter 10 weiterhin auch eine Einschaltwiderstandseinheit (EWID-Einheit) 22 mit einer Einschaltwiderstandsanordnung (EWID-Anordnung) 24 und einem die Einschaltwiderstandsanordnung 24 einhausenden Einschaltwiderstandsgehäuse 26 auf. Auch die Einschaltwiderstandsanordnung 24 weist eine Längsachse 28 auf. Das Einschaltwiderstandsgehäuse 26 ist so ausgestaltet, dass es diese Längsachse 28 übernimmt, sodass die Längsachse 28 der Einschaltwiderstandsanordnung 24 auch die Längsachse der kompletten Einschaltwiderstandseinheit 22 ist.
  • Die Längsachse 20 der Schalteinheit 12 und die Längsachse 28 der Einschaltwiderstandseinheit 22 sind parallel ausgerichtet und dabei voneinander beabstanded bzw. weisen voneinander einen Abstand auf. Mit anderen Worten weisen die Längsachsen 20, 28 von Schalteinrichtung 14 und Einschaltwiderstandsanordnung 24 einen Achsversatz A auf.
  • Weiterhin weist der Hochspannungsleistungsschalter 10 eine Koppeleinrichtung 30 auf, die die Betätigung der Einschaltwiderstandsanordnung 24 an ein Betätigen der Schalteinrichtung 14 koppelt. Die Koppeleinrichtung 30 führt dazu von der Schalteinheit 12 zur Einschaltwiderstandseinheit 22 und ist als Koppel-Mechanik 34 ausgestaltet. Die Koppeleinrichtung 30 verläuft zum Ausgleich des Achsversatzes A zwischen den Längsachsen 20, 28 von Schalteinheit 12 und Einschaltwiderstandsanordnung 22 im Wesentlichen senkrecht zu diesen Achsen 20, 28. Die Innenräume der beiden Gehäuse 16, 26 sind über Querverbindungen 32, also Gehäusequerverbindungen, miteinander verbunden. Es ergibt sich dadurch ein gemeinsamer Gasraum. Die Querverbindungen 32 erlauben entsprechende elektrische Kontaktierungen zwischen Komponenten der beiden Einheiten 12, 22.
  • Anders als im eingangs genannten Stand der Technik sind Schalteinrichtung 14 und Einschaltwiderstandsanordnung 24 nicht mit ihren Längsachsen 20, 28 koaxial hintereinander auf einer gemeinsamen Achse angeordnet, sondern kompakt nebeneinander. Bei einer derartigen kompakten Anordnung nebeneinander sind die beiden Einheiten (Schalteinheit und Einschaltwiderstandseinheit) 12, 22 also bezüglich ihrer Längsachsen 20, 28 nebeneinander angeordnet.
  • Im Gehäuse 16 der Schalteinheit 12 ist ein Betätigungselement 36 zum Betätigen der Schalteinrichtung 14 vorgesehen, dass bezüglich der Längsachse 20 der Schalteinrichtung 14 axial beweglich ist. Im Gehäuse 26 der Einschaltwiderstandseinheit 22 ist ein Stellelement 38 zum Betätigen der Einschaltwiderstandsanordnung 24 vorgesehen, welches bezüglich der Längsachse 28 der Einschaltwiderstandsanordnung 24 im Wesentlichen axial beweglich ist. Die Koppel-Mechanik 34 weist Hebel 40 und ein Gestänge 42 zwischen den Hebeln 40 auf. Sie hat daher eine gewisse Ähnlichkeit mit einem klassischen Wischer-Gestänge eines Scheibenwischers bei einem Automobil.
  • Bei der in Fig. 1 gezeigten Variante des Hochspannungsleistungsschalters 10 sind die beiden Einheiten 12, 22 übereinander angeordnet, wobei hier konkret die Schalteinheit 12 oberhalb der Einschaltwiderstandseinheit 22 angeordnet ist.
  • Die Figuren 2 bis 6 zeigen weitere Varianten des Hochspannungsleistungsschalters 10, die in vielen Aspekten der Variante der Fig. 1 entsprechen, sodass im Folgenden nur auf die Unterschiede zur Variante der Fig. 1 eingegangen wird.
  • In Fig. 2 ist eine Variante des Hochspannungsleistungsschalters 10 gezeigt, bei der die beiden Einheiten 12, 22 seitlich nebeneinander angeordnet sind. An einem Ende der Schalteinheit 12, bei dem auch die Koppeleinrichtung 30 zu finden ist, ist auch ein entsprechender Aktor für das Betätigungselement 36 und indirekt über die Koppeleinrichtung 30 auch für das Stellelement 38 erkennbar.
  • Am Schaltergehäuse 16 der Schalteinheit 12 sind hier in den Figuren 2 und 3 nun auch die für derartige Hochspannungsleistungsschalter 10 durchaus typischen Durchführungen 46 erkennbar. Sie sind an den aus Fig. 1 bekannten Anschlussflanschen 18 des Schaltergehäuses 16 angeflanscht.
  • Der Hochspannungsleistungsschalter 10 weist weiterhin ein die Schalteinheit 12 und die Einschaltwiderstandseinheit 22 tragendes Gestell 48 (oder alternativ eine sonstige Basis für die beiden Einheiten 12, 22) auf. Über dieses Gestell 48 sind nun die Begriffe "über", "unter" oder "neben" zur Beschreibung der Anordnung der Einheiten 12, 22 klar definiert.
  • Im Beispiel der Figuren 2 und 3 sind Schalteinheit 12 und Einschaltwiderstandseinheit 22 -wie bereits erwähnt- horizontal nebeneinander angeordnet, wobei die beiden Einheiten 12, 22 bezüglich des Gestells 48 die im Wesentlichen gleiche Höhe aufweisen.
  • Die Fig. 4 zeigt eine Variante des Hochspannungsleistungsschalters 10, bei der die Einschaltwiderstandseinheit 22 oberhalb der Schalteinheit 12 angeordnet ist. Die Durchführungen 46 sind hier an das Einschaltwiderstandsgehäuse 26 angeflanscht. Die Kontaktierung der Schalteinrichtung 14 erfolgt durch das Einschaltwiderstandsgehäuse 26 und die Gehäusequerverbindungen 32.
  • Auch im Beispiel der Figuren 5 und 6 sind Schalteinheit 12 und Einschaltwiderstandseinheit 22 nebeneinander angeordnet, wobei die Einschaltwiderstandseinheit 22 höher angeordnet ist als die Schalteinheit 12. Die Fig. 5 zeigt den Hochspannungsschalter 10 von der einen Seite, die Fig. 6 von der anderen.
  • In diesem Beispiel sind beide Einheiten 12, 22 über Zwischenelemente 50 miteinander und jeweils mit einer Durchführung 46 verbunden. Die Zwischenelemente 50 sind eine Art T-förmige Querverbindungen 32, die jeweils den zusätzlichen Anschluss einer Durchführung 46 ermöglichen.
  • Im Folgenden sollen einige Aspekte der Erfindung noch einmal anhand der gezeigten Beispiele mit anderen Worten erläutert werden:
    Durch die nicht-koaxiale Anordnung von Schalteinheit 12 und Einschaltwiderstandseinheit 22 wird ein sehr kompakter Leistungsschalter 10 gebildet. Die höchste "Packungsdichte" wird durch die parallele Anordnung von Schalteinheit 12 und Einschaltwiderstandseinheit 22 in einem dedizierten Kessel erreicht. Die beiden Einheiten 12, 22 können zueinander unterschiedlich positioniert werden, wobei jede einzelne Anbaulage positive und eher problematische Aspekte aufweist.
  • Beispiel der Fig. 1 - EWID Gehäuse 26 unterhalb des Schaltergehäuses 16:
    • Positive Aspekte:
      • EWID Gehäuse 26 kann im Gestell 48 des Schalters 10 integriert werden;
      • Kompakte Bauweise; platzsparend;
      • Kostengünstige mechanische Kopplung, da Antriebswellen des Schalteinheit 12 und der EWID-Einheit 22 parallel zueinander angeordnet sind und die äußeren Antriebshebel in einer Ebene liegen.
    • Problematische Aspekte:
      • Partikel und Abbrandprodukte aus dem Leistungsschaltergehäuse können in das EWID-Gehäuse 26 fallen;
      • Transporthöhe für den Gasraum erhöht sich (üblicherweise wird der Schalterpol mit angebauten Bushings, vorgefüllt mit SF6 und ohne Gestell 48 ausgeliefert, sodass auf der Baustelle der Gasraum geschlossen bleibt und nicht durch Verschmutzungen kontaminiert werden kann).
  • Beispiel der Figuren 2 und 3 - EWID-Gehäuse 26 neben dem Schaltergehäuse 16, auf gleicher Höhe:
    • Positive Aspekte:
      • Transporthöhe verändert sich nicht und der Leistungsschalter 10 kann mit angebauter EWID-Einheit 22 wie bisher ausgeliefert werden;
      • Partikel und Abbrandprodukte können nicht aus dem Schaltergehäuse 16 in das EWID-Gehäuse 26 fallen.
    • Problematische Aspekte:
      • komplexe mechanische Kopplung der beiden Antriebswellen (EWID und Leistungsschalter); z.B. Kardanwelle oder zusätzliche Umlenkung mit Hebelgestänge 42.
  • Beispiel der Fig. 4 - EWID-Gehäuse 26 über dem Schaltergehäuse 16:
    • Positive Aspekte:
      • gleiche Schaltergehäuse 16 können für Variante mit EWID-einheit 22 und ohne EWID-Einheit 22 eingesetzt werden;
      • Partikel und Abbrandprodukte können nicht aus dem Schaltergehäuse 16 in das EWID-Gehäuse 26 fallen.
    • Problematischer Aspekt:
      • Gesamthöhe des Schalters 10 mit EWID-Einheit 22 steigt (Transportproblematik; Integration im Spannfeld).
  • Beispiel der Figuren 5 und 6 - EWID Gehäuse mit Zwischenbausteinen 50 seitlich versetzt über dem Schaltergehäuse 16:
    • Positive Aspekte:
      • gleiche Schaltergehäuse 16 können für Variante mit EWID-Einheit 22 und ohne EWID-Einheit 22 eingesetzt werden;
      • Partikel und Abbrandprodukte können nicht aus dem Schaltergehäuse 16 in das EWID-Gehäuse 26 fallen;
      • Gesamthöhe wird nur minimal beeinflusst.
    • Problematische Aspekte:
      • Schwerpunkt des Hochspannungsleistungsschalters 10 insgesamt verlagert sich ungünstig, Verstärkung der mechanischen Struktur erforderlich.
    Bezugszeichen
    • 10
    Hochspannungsleistungsschalter
    12
    Schalteinheit
    14
    Schalteinrichtung
    16
    Schaltergehäuse
    18
    Anschlussflansch
    20
    Längsachse (Schalteinheit)
    22
    Einschaltwiderstandseinheit
    24
    Einschaltwiderstandsanordnung
    26
    Einschaltwiderstandsgehäuse
    28
    Längsachse (Einschaltwiderstandseinheit)
    30
    Koppeleinrichtung
    32
    Querverbindung
    34
    Koppel-Mechanik
    36
    Betätigungselement (beweglich)
    38
    Stellelement (beweglich)
    40
    Hebel
    42
    Gestänge
    44
    Widerstandsscheibenstapel
    46
    Durchführung
    48
    Gestell
    50
    Zwischenelement
    A
    Achsversatz

Claims (8)

  1. Hochspannungsleistungsschalter (10) in Dead-Tank-Bauform, mit:
    - einer Schalteinheit (12), die eine Schalteinrichtung (14) und ein bezüglich einer Längsachse (20) der Schalteinrichtung (14) axial bewegbares Betätigungselement (36) zum Betätigen der Schalteinrichtung (14) aufweist und
    - einer Einschaltwiderstandseinheit (22), die eine Einschaltwiderstandsanordnung (24) und ein bezüglich einer Längsachse (28) dieser Einschaltwiderstandsanordnung (16) axial bewegbares Stellelement (38) zum Betätigen der Einschaltwiderstandsanordnung (24) aufweist,
    wobei das Betätigungselement (36) zum Bewegen des Stellelements (38) an dieses gekoppelt ist,
    und wobei die Längsachse (20) der Schalteinheit (12) und die Längsachse (28) der Einschaltwiderstandseinheit (22) voneinander einen Abstand aufweisen, wobei die Kopplung von Betätigungs- und Stellelement (36, 38) über eine Koppeleinrichtung (30) des Hochspannungsleistungsschalters (10) erfolgt, dadurch gekennzeichnet , dass die Schalteinheit (12) und die Einschaltwiderstandseinheit (22) je ein eigenes Gehäuse (16, 26) aufweisen und die Koppeleinrichtung (30) eine Koppel-Mechanik (34) mit Hebel (40) und Gestänge (42) aufweist, welche mindestens ein Gestänge (42) aufweist außerhalb der Gehäuse (16, 26) und die Innenräume der beiden Gehäuse (16, 26) über Gehäusequerverbindungen (32) miteinander verbunden sind, wodurch ein gemeinsamer Gasraum gebildet ist und elektrische Kontaktierungen zwischen Komponenten der beiden Einheiten (12, 22) ausbildbar sind.
  2. Hochspannungsleistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen (20, 28) von Schalteinrichtung (12) und Einschaltwiderstandsanordnung (22) einen Achsversatz (A) aufweisen und parallel angeordnet sind.
  3. Hochspannungsleistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Gestell (48) oder eine sonstige die Schalteinheit (12) und die Einschaltwiderstandseinheit (22) tragende Basis.
  4. Hochspannungsleistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (12) und die Einschaltwiderstandseinheit (22) nebeneinander angeordnet sind.
  5. Hochspannungsleistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (12) oberhalb der Einschaltwiderstandseinheit (22) angeordnet ist.
  6. Hochspannungsleistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltwiderstandseinheit (22) oberhalb der Schalteinheit (12) angeordnet ist.
  7. Hochspannungsleistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenräume der Gehäuse (16, 26) über mindestens eine Querverbindung (32) verbunden sind.
  8. Hochspannungsleistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppel-Mechanik (34) mindestens einen Hebel (40) und mindestens ein Gestänge (42) und mindestens eine Welle aufweist.
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