EP3928338B1

EP3928338B1 - Current interrupter system

Info

Publication number: EP3928338B1
Application number: EP20707001.2A
Authority: EP
Inventors: Sylvio Kosse; Paul Gregor Nikolic
Original assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Current assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-02-17
Publication date: 2023-04-05
Anticipated expiration: 2040-02-17
Also published as: DE102019204443A1; WO2020200565A1; KR102654112B1; EP3928338A1; CN113906531A; CN113906531B; US20220189717A1; KR20210140761A; US11764011B2; JP2022526532A; JP7293392B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Stromunterbrechersystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a circuit breaker system according to the preamble of patent claim 1.

Bei der Verwendung von Vakuumschaltröhren für eine Hochspannungsanwendung, wie z. B. aus der US 5 864 108 A bekannt, ist es häufig wirtschaftlich günstiger, zwei oder mehrere Vakuumschaltröhren in Serie zu schalten, um die erforderliche Spannungsfestigkeit zu erzielen. Bauartbedingt kommt es bei dieser Serienschaltung dazu, dass konstruktiv unterschiedliche Vakuumschaltröhren gleichzeitig geschaltet werden müssen. Hierzu wird üblicherweise jede Schaltröhre mit einem eigenen Antrieb bzw. einem eigenen Antriebssystem versehen, wobei die Antriebssysteme miteinander synchronisiert sind. Eine ähnliche Herausforderung stellt sich dann, wenn eine Vakuumschaltröhre mit einer Gasstrecke für verschiedene Anwendungen parallel geschaltet wird. Auch hier sind jeweils unterschiedliche Antriebe nötig, um beide Unterbrechereinheiten synchron zu schalten. Die Verwendung von mehreren Antriebssystemen mit mehreren Antriebsaggregaten belastet jedoch wieder die wirtschaftliche Bilanz bei der Anwendung von zwei seriell geschalteten Vakuumröhren bzw. bei der Reihenschaltung einer Vakuumröhre und einer Gasstrecke.When using vacuum interrupters for a high-voltage application, e.g. B. from the U.S. 5,864,108 A known, it is often more economical to connect two or more vacuum interrupters in series in order to achieve the required dielectric strength. Due to the design, this series connection means that vacuum interrupters with different designs have to be switched at the same time. For this purpose, each switching tube is usually provided with its own drive or its own drive system, with the drive systems being synchronized with one another. A similar challenge arises when a vacuum interrupter is connected in parallel with a gas line for different applications. Here, too, different drives are required in each case in order to switch both interrupter units synchronously. However, the use of several drive systems with several drive units puts a strain on the economic balance sheet when using two vacuum tubes connected in series or when connecting a vacuum tube and a gas line in series.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Stromunterbrechersystem bereitzustellen, das mindestens zwei Unterbrechereinheiten unterschiedlicher Bauart aufweist, die von einem gemeinsamen Antriebssystem angetrieben werden.The object of the invention is to provide a current interrupter system which has at least two interrupter units of different designs which are driven by a common drive system.

Die Lösung der Aufgabe besteht in einem Stromunterbrechersystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The solution to the problem consists in a circuit breaker system with the features of patent claim 1.

Das Stromunterbrechersystem gemäß Patentanspruch 1 weist eine serielle Anordnung von mindestens zwei Unterbrechereinheiten auf. Hiervon ist mindestens eine Unterbrechereinheit eine Vakuumröhre, wobei die mindestens zwei Unterbrechereinheiten mit einem Antriebssystem mechanisch verbunden sind. Das Antriebssystem weist ein Antriebsaggregat auf und es zeichnet sich dadurch aus, dass eine Kurbelwelle als Antriebswelle vorhanden ist, die mindestens zwei Kurbeln aufweist, wobei die mindestens zwei Kurbeln zwei unterschiedlich hohe Kurbelhübe aufweisen.The current interrupter system according to patent claim 1 has a serial arrangement of at least two interrupter units. At least one interrupter unit is a vacuum tube, wherein the at least two breaker units are mechanically connected to a drive system. The drive system has a drive assembly and is characterized in that a crankshaft is present as the drive shaft, which has at least two cranks, the at least two cranks having two different crank strokes.

Durch die unterschiedlich hohen Hübe der Kurbelwelle ist es möglich, über eine einzige Antriebswelle zwei Unterbrechereinheiten unterschiedlicher Bauart und somit auch unterschiedlicher Hübe mit einer Antriebseinheit und einem Antriebssystem zu betreiben. Dies bietet wirtschaftliche Vorteile, da für die zwei Unterbrechereinheiten lediglich ein Antriebssystem, insbesondere ein Antriebsaggregat erforderlich ist.Due to the different strokes of the crankshaft, it is possible to operate two interrupter units of different designs and thus also different strokes with one drive unit and one drive system via a single drive shaft. This offers economic advantages, since only one drive system, in particular one drive unit, is required for the two interrupter units.

Unter dem Begriff Kurbel wird eine an der Kurbelwelle angebrachte Exzentrizität verstanden, die bezüglich der Drehachse der Kurbelwelle im Wesentlichen senkrecht verläuft. Die Kurbel kann dabei im einfachsten Fall nahezu stabförmig ausgestaltet sein. Sie ist in der Praxis zur Vermeidung von Unwuchten in der Regel in Form von asymmetrischen Exzenterscheiben ausgestaltet. Unter dem Begriff Kurbel wird auch ein Kurbelpaar verstanden, das entlang der Kurbelwelle beabstandet zueinander angeordnet ist und bezüglich der Drehachse exzentrisch über einen bezüglich der Drehachse im Wesentlichen parallel verlaufenden Kurbelzapfen miteinander verbunden ist.The term crank is understood to mean an eccentricity attached to the crankshaft, which runs essentially perpendicularly with respect to the axis of rotation of the crankshaft. In the simplest case, the crank can be designed to be almost rod-shaped. In practice, to avoid imbalances, it is generally designed in the form of asymmetrical eccentric discs. The term crank is also understood to mean a pair of cranks which is arranged at a distance from one another along the crankshaft and is connected to one another eccentrically with respect to the axis of rotation via a crank pin which runs essentially parallel with respect to the axis of rotation.

Unter dem Begriff Kurbelhub ist die Exzentrizität des Kurbelzapfens bezüglich der Drehachse der Kurbelwelle verstanden, wobei der Kurbelzapfen bei einer Drehbewegung der Kurbelwelle eine kreisförmige Bewegung um die Drehachse der Kurbelwelle beschreibt. Der Kurbelhub entspricht somit auch dem Radius dieser beschriebenen Kreisbewegung des Kurbelzapfens. Unter dem Begriff serielle Anordnung von Unterbrechereinheiten wird verstanden, dass die Unterbrechereinheiten elektrisch in Reihe geschaltet sind.The term crank stroke is understood to mean the eccentricity of the crank pin with respect to the axis of rotation of the crankshaft, with the crank pin describing a circular movement about the axis of rotation of the crankshaft during a rotary movement of the crankshaft. The crank stroke thus also corresponds to the radius of this described circular movement of the crank pin. The term serial arrangement of interrupter units means that the interrupter units are electrically connected in series.

In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung vollzieht die Kurbelwelle während eines Öffnungsvorgangs der Unterbrechereinheiten eine unidirektionale Bewegung. Dies hat den Vorteil, dass der Antrieb wiederum technisch einfacher gegenüber dem Stand der Technik ausgestaltet sein kann, da er lediglich in eine Richtung drehbar sein muss. Die Möglichkeit der unidirektionalen Drehbewegung bei einem Öffnungsvorgang, insbesondere bei einem Öffnungsvorgang einer Rotation von 170 bis 170°, bevorzugt 180° beträgt, wird durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Kurbelwelle ermöglicht.In an advantageous embodiment of the invention, the crankshaft performs a unidirectional movement during an opening process of the interrupter units. This has the advantage that the drive can in turn be configured in a technically simpler manner than in the prior art, since it only has to be rotatable in one direction. The possibility of a unidirectional rotational movement during an opening process, in particular during an opening process of a rotation of 170 to 170°, preferably 180°, is made possible by using the crankshaft according to the invention.

Einen weiteren Vorteil spielt die Anwendung der Kurbelwelle als Antriebswelle des Antriebssystems dann aus, wenn ein Öffnungsvorgang der Unterbrechereinheiten und ein anschließender Schließvorgang eine unidirektionale Bewegung vollzieht, die zwischen 350° und 360° + 10° liegt. Hierbei vollzieht die Kurbelwelle einen Öffnungs- und einen Schließvorgang bei einer vollständigen Umdrehung, die bevorzugt 360° beträgt, durch das Einstellen bestimmter Kontaktüberhübe kann es auch zweckmäßig sein, dass die Kurbelwelle eine Drehbewegung vollzieht, die von den 360° geringfügig, also um +/- 10° abweicht.The use of the crankshaft as the drive shaft of the drive system has a further advantage when an opening process of the interrupter units and a subsequent closing process complete a unidirectional movement of between 350° and 360° + 10°. In this case, the crankshaft completes an opening and a closing process during a complete rotation, which is preferably 360°. By setting certain contact overtravels, it can also be expedient for the crankshaft to complete a rotary movement that is slightly different from the 360°, i.e. by +/- - 10° deviates.

Dabei stehen in einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung jeweils zwei unterschiedliche Unterbrechereinheiten mit den jeweils unterschiedlichen Kurbeln der Kurbelwelle, die einen unterschiedlichen Kurbelhub aufweisen, mechanisch in Verbindung, wobei die beiden Unterbrechereinheiten sich darin unterscheiden, dass sie unterschiedliche Bemessungsspannungen aufweisen. Die Bemessungsspannung einer Unterbrechereinheit ist dabei die Spannung, bis zu der die Unterbrechereinheit technisch zugelassen Stromflüsse unterbrechen kann. Auf diese Weise können Unterbrechereinheiten mit unterschiedlichen Bemessungsspannungen miteinander in Serie geschaltet werden, wodurch sich eine nächsthöhere Klasse von Bemessungsspannung ergibt. Hierfür ist es zweckmäßig, unterschiedliche Unterbrechereinheiten zu verwenden.In a preferred embodiment of the invention, two different interrupter units are mechanically connected to the respective different cranks of the crankshaft, which have a different crank stroke, with the two interrupter units differing in that they have different rated voltages. The rated voltage of an interrupter unit is the voltage up to which the interrupter unit can technically interrupt current flows. In this way, interrupter units with different rated voltages can be connected in series with one another be, which results in a next higher class of rated voltage. For this it is expedient to use different interrupter units.

Unter dem Begriff mechanisch in Verbindung stehen wird verstanden, dass zur Übertragung einer Kraft, eines Impulses oder einer Aktion zwischen zwei Systemen eine mechanische Verbindung besteht, die beispielsweise über bewegliche Verbindungen wie Lager oder Gelenke, aber auch über feste Verbindungen wie stoffschlüssige oder Kraftschlüssige Verbindungen oder aus Kombinationen aus beweglichen und festen Verbindungen erfolgen kann.The term “mechanically connected” means that there is a mechanical connection for the transmission of a force, an impulse or an action between two systems, for example via movable connections such as bearings or joints, but also via fixed connections such as material or non-positive connections or from combinations of movable and fixed connections.

In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist es ferner zweckmäßig, drei gleichartige Paare von seriell geschalteten Unterbrechereinheiten mechanisch miteinander zu verbinden. Die drei Paare der Unterbrechereinheiten bilden die drei Phasen des Stromnetzes ab, sodass die drei Phasen durch diese Ausgestaltungsform jeweils mit zwei in Serie geschalteten Unterbrechereinheiten bis zu einer vorgegebenen Bemessungsspannung mit einem einzigen Antriebssystem betrieben werden können.In a further embodiment of the invention, it is also expedient to mechanically connect three pairs of the same type of interrupter units connected in series. The three pairs of interrupter units form the three phases of the power grid, so that the three phases can each be operated with two series-connected interrupter units up to a predetermined rated voltage with a single drive system using this embodiment.

In einer konstruktiven Ausgestaltungsform des Stromunterbrechersystems weist die mechanische Verbindung zwischen der Kurbelwelle und jeweils einer Unterbrechereinheit einen Kurbelzapfen auf, der zwischen zwei Kurbeln so angeordnet ist, dass er beabstandet zu einer Drehachse der Kurbelwelle verläuft, wobei der Kurbelzapfen von einem Gleitlager umgeben ist, das wiederum an einer Schubstange angeordnet ist. Durch eine derartige konstruktive Ausgestaltungsform ist es möglich, die Rotationsbewegung der Kurbelwelle in eine translatorische Bewegung eines Bewegkontaktes des Unterbrechersystems umzuwandeln. Dabei steht die Schubstange im Weiteren mit dem Kontaktbolzen mechanisch in Verbindung, dies kann wiederum insbesondere durch ein weiteres Gleitlager an der Schubstange erfolgen, das wiederum an einem Zapfen am Kontaktbolzen angebracht ist. Eine beschriebene Schubstange, die an beiden Enden ein Gleitlager aufweist, kann auch als Pleuelstange bezeichnet werden.In one design embodiment of the circuit breaker system, the mechanical connection between the crankshaft and one interrupter unit each has a crank pin, which is arranged between two cranks in such a way that it runs at a distance from an axis of rotation of the crankshaft, the crank pin being surrounded by a plain bearing, which in turn is arranged on a push rod. Such a constructive embodiment makes it possible to convert the rotational movement of the crankshaft into a translatory movement of a moving contact of the interrupter system. In this case, the push rod is also mechanically connected to the contact bolt; this can in turn be effected in particular by a further slide bearing on the push rod, which in turn is attached to a pin on the contact bolt. A described push rod, the has a slide bearing at both ends can also be referred to as a connecting rod.

In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Kurbelwelle in der Art ausgestaltet, dass eine radiale Ausrichtung des Kurbelhubs zweier benachbarter Kurbeln entlang der Kurbelwelle um 180° versetzt angeordnet sind. Dies führt dazu, dass die einzelnen Unterbrechereinheiten, die mit den jeweiligen Kurbelzapfen der Kurbelwelle in mechanischer Verbindung stehen, bezüglich einer Linie entlang der Kurbelwelle versetzt zueinander angeordnet sind, was in einer Einsparung eines Bauraumes resultiert. Eine derartige Anordnung von Unterbrechereinheiten bedarf somit weniger Bauraum, was insbesondere dann zum Tragen kommt, wenn die Unterbrechereinheiten in geschlossenen Räumen angeordnet sind.In a further embodiment of the invention, the crankshaft is designed in such a way that a radial alignment of the crank stroke of two adjacent cranks along the crankshaft is offset by 180°. The result of this is that the individual interrupter units, which are mechanically connected to the respective crank pins of the crankshaft, are arranged offset relative to one another with respect to a line along the crankshaft, which results in a saving in installation space. Such an arrangement of interrupter units therefore requires less installation space, which is particularly important when the interrupter units are arranged in closed rooms.

Weitere Ausgestaltungsformen und weitere Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei handelt es sich um rein schematische Darstellungen, die keine Einschränkung des Schutzbereiches bedeuten. Merkmale, die dieselbe Bezeichnung in unterschiedlichen Ausgestaltungsformen zeigen, sind dabei mit demselben Bezugszeichen versehen, das ggf. mit einem zusätzlichen Strich gekennzeichnet ist.Further embodiments and further features of the invention are explained in more detail with reference to the following figures. These are purely schematic representations that do not imply any restriction of the scope of protection. Features that show the same designation in different configurations are provided with the same reference number, which may be marked with an additional prime.

Dabei zeigen:

Figur 1: ein Stromunterbrechersystem mit einer Antriebseinheit und zwei unterschiedlichen Unterbrechereinheiten in Form von Vakuumschaltröhren,
Figur 2: das Stromunterbrechersystem gemäß Figur 1 in einem geöffneten Zustand,
Figur 3: einen Querschnitt durch eine Kurbelwelle des Antriebssystems im Bereich eines Kurbelzapfens,
Figur 4: eine schematische Darstellung eines Stromunterbrechersystems mit jeweils zwei in Serie geschalteten Unterbrechereinheiten für drei Phasen, mit insgesamt sechs Unterbrechereinheiten,
Figur 5: eine analoge schematische Darstellung wie in Figur 4 mit bezüglich einer Linie versetzt angeordneten Unterbrechereinheiten und Kurbelhüben in radial unterschiedliche Richtungen.

show:

figure 1: a circuit breaker system with a drive unit and two different interrupter units in the form of vacuum interrupters,
figure 2: the circuit breaker system according to figure 1 in an open state,
figure 3: a cross section through a crankshaft of the drive system in the area of a crank pin,
figure 4: a schematic representation of a circuit breaker system with two series-connected interrupter units for three phases, with a total of six interrupter units,
figure 5: an analogous schematic representation as in figure 4 with interrupter units arranged offset with respect to a line and crank strokes in radially different directions.

In Figur 1 ist ein Stromunterbrechersystem 2 dargestellt, das zum einen ein Antriebssystem 8 aufweist, das zwei unterschiedliche Unterbrechereinheiten 4 und 6 gemeinsam antreibt. Das Antriebssystem 8 umfasst dabei ein Antriebsaggregat 9 sowie eine Kurbelwelle 10. Die Kurbelwelle 10 ist in dieser Ausgestaltungsform exemplarisch an zwei Kurbelwellenlager 34 gelagert und vollzieht eine unidirektionale Drehbewegung entlang des Pfeiles 20. Dabei weist die Kurbelwelle 10 zwei Kurbeln 12 bzw. 14 auf, die jeweils einen unterschiedlichen Kurbelhub 18 und 16 aufweisen. Unter dem Begriff Kurbel 12 wird hierbei auch ein Paar von Kurbeln 12 und 12' bzw. 14 und 14' verstanden, zwischen denen ein Kurbelzapfen 24 angeordnet ist. Der Kurbelzapfen 24 läuft dabei parallel zu einer Drehachse 26 der Kurbelwelle 10. Bei einer Drehbewegung 20 beschreibt dabei der Kurbelzapfen 24 eine Kreisbewegung um die Drehachse 26. An den Kurbelzapfen 24 sind wiederum Gleitlager 28 angebracht, die mit einer Schubstange 30 in Verbindung stehen. Am Ende der Schubstange 30 ist wiederum ein weiteres Gleitlager 50 angeordnet, das mit einem Kontaktbolzen 32 der Unterbrechereinheit in Verbindung steht.In figure 1 a current interrupter system 2 is shown, which on the one hand has a drive system 8 that drives two different interrupter units 4 and 6 together. The drive system 8 includes a drive assembly 9 and a crankshaft 10. In this embodiment, the crankshaft 10 is mounted on two crankshaft bearings 34, for example, and performs a unidirectional rotary motion along the arrow 20. The crankshaft 10 has two cranks 12 and 14, respectively each have a different crank stroke 18 and 16. The term crank 12 is also understood to mean a pair of cranks 12 and 12' or 14 and 14', between which a crank pin 24 is arranged. The crank pin 24 runs parallel to an axis of rotation 26 of the crankshaft 10. During a rotary movement 20, the crank pin 24 describes a circular movement about the axis of rotation 26. Plain bearings 28 are in turn attached to the crank pin 24, which are connected to a connecting rod 30. At the end of the push rod 30 there is in turn a further plain bearing 50 which is connected to a contact pin 32 of the interrupter unit.

Die Unterbrechereinheiten 4, 6 weisen dabei ein Kontaktsystem 36 auf, das zwei Kontakte, einen Bewegkontakt 38 und einen Festkontakt 40 umfassen. Das Kontaktsystem 36 ist umgeben von einem Gehäuse 42 in einem Vakuumraum 44 angeordnet. Die Darstellung gemäß Figur 1 und 2 sind rein schematisch zu sehen, Details der Unterbrechereinheiten 4, 6, die in Form von Vakuumschaltröhren ausgestaltet sind, sind hier nicht dargestellt. Der Bewegkontakt 38 ist dabei mit dem bereits erwähnten Kontaktbolzen 32 verbunden, wobei bei einer translatorischen Bewegung des Kontaktbolzens 32 das Kontaktsystem 36 geöffnet wird, wie dies in Figur 2 veranschaulicht ist. Durch die Drehbewegung 20 der Kurbelwelle 10 wird übertragen durch die Schubstange 30, die in Form einer Pleuelstange ausgestaltet ist, in eine translatorische Bewegung des Kontaktbolzens 32 und somit des Bewegkontaktes 38 umgewandelt. Dieser kinematische Ablauf gilt für beide Unterbrechereinheiten 4, 6 gleichermaßen. Der Unterschied zwischen dem Ablauf während des Öffnens der Kontaktsysteme 36 bzw. 36` besteht nach dieser Darstellung darin, dass der Kurbelhub 18 für die kleinere Unterbrechereinheit 6 geringer ausfällt als der Kurbelhub 16 für die größere Unterbrechereinheit 4. Auf diese Weise können unterschiedliche Unterbrechereinheiten 4, 6, die unterschiedliche Bemessungsspannungen aufweisen und dabei seriell zueinander geschaltet sind, mit einem Antriebssystem 8 betrieben werden.The interrupter units 4 , 6 have a contact system 36 which includes two contacts, a moving contact 38 and a fixed contact 40 . The contact system 36 is surrounded by a housing 42 in a vacuum space 44 . The representation according to figure 1 and 2 are to be seen purely schematically, details of the interrupter units 4, 6, which are designed in the form of vacuum interrupters, are not shown here. The moving contact 38 is connected to the already mentioned contact bolt 32, with a translatory movement of the contact bolt 32 opening the contact system 36, as shown in figure 2 is illustrated. The rotational movement 20 of the crankshaft 10 is converted into a translational movement of the contact bolt 32 and thus of the moving contact 38 by the connecting rod 30 , which is designed in the form of a connecting rod. This kinematic sequence applies to both interrupter units 4, 6 equally. According to this representation, the difference between the process during the opening of the contact systems 36 or 36` is that the crank stroke 18 for the smaller interrupter unit 6 is less than the crank stroke 16 for the larger interrupter unit 4. In this way, different interrupter units 4, 6, which have different rated voltages and are connected in series with one another, are operated with a drive system 8.

Die serielle Schaltung der beiden Unterbrechereinheiten 4, 6 wird durch eine Kontaktierung über Stromschienen 48, die mit einem flexiblen Stromband 46 elektrisch in Verbindung stehen, das wiederum den Kontaktbolzen 50 kontaktiert, erzeugt. Eine weitere Verbindung über Stromschienen 48 und Strombänder 46 erfolgt weiter über den Festkontakt 40 und einen ihm zugeordneten Bolzen und dem Bewegkontakt 32` der Unterbrechereinheit 6. Hierbei kann es sich um zwei Vakuumschaltröhren handeln, die beispielsweise eine Bemessungsspannung von 170 kV (Unterbrechereinheit 4) und eine Bemessungsspannung von 145 kV (Unterbrechereinheit 6) aufweisen. Durch diese serielle Anordnung von Vakuumschaltröhren mit verschiedenen Bemessungsspannungen addiert sich die Bemessungsspannung des gesamten Stromunterbrechersystems aus den Bemessungsspannungen der einzelnen Unterbrechereinheiten.The serial connection of the two interrupter units 4, 6 is produced by contacting via busbars 48, which are electrically connected to a flexible current strip 46, which in turn makes contact with the contact pin 50. A further connection via busbars 48 and current straps 46 is made via the fixed contact 40 and a bolt assigned to it and the moving contact 32` of the interrupter unit 6. This can involve two vacuum interrupters which, for example, have a rated voltage of 170 kV (interrupter unit 4) and have a rated voltage of 145 kV (interrupter unit 6). This serial arrangement of vacuum interrupters with different rated voltages adds up the rated voltage of the entire current interrupter system from the rated voltages of the individual interrupter units.

In Figur 1 ist die Grundstellung des Stromunterbrechersystems 2 im geschlossenen Zustand der Unterbrechereinheiten 4 und 6 beschrieben, der Pfeil 20, der eine unidirektionale Drehbewegung 20 der Kurbelwelle 10 veranschaulicht, zeigt jedoch auch, dass es sich bei der Darstellung in Figur 1 um eine dynamische Darstellung handelt, die bei einer 180° Drehung entlang des Pfeiles 20 in der Öffnungsstellung des Stromunterbrechersystems 2 gemäß Figur 2 resultiert. Eine weitere unidirektionale Drehung entlang des Pfeiles 20 nach der Öffnungsposition gemäß Figur 2 führt wiederum zu einer Schließbewegung und letztendlich zu dem Zustand, der in Figur 1 abgebildet ist. Eine 360° Drehung der Kurbelwelle 10 resultiert somit darin, dass die Unterbrechereinheiten 4, 6 einmal geöffnet und wieder geschlossen werden. Eine weitere Drehung um 180° würde wiederum eine Öffnungsbewegung zur Folge haben.In figure 1 is the basic position of the circuit breaker system 2 in the closed state of the interrupter units 4 and 6 described, the arrow 20, which is a unidirectional rotary movement 20 of the crankshaft 10, but also shows that the illustration in figure 1 is a dynamic representation, which is at a 180 ° rotation along the arrow 20 in the open position of the circuit breaker system 2 according to figure 2 results. Another unidirectional rotation along the arrow 20 after the open position according to figure 2 in turn leads to a closing movement and ultimately to the state shown in figure 1 is shown. A 360° rotation of the crankshaft 10 thus results in the interrupter units 4, 6 being opened once and closed again. A further rotation of 180° would in turn result in an opening movement.

Der Vorteil der durchgehend unidirektionalen Bewegung der Kurbelwelle 10, angetrieben durch das Antriebsaggregat 9 besteht darin, dass neben der vereinfachten Übertragung durch ein einziges Antriebssystem 8 auch noch eine kostengünstigere Antriebsvariante bezüglich des Antriebsaggregats 9 gewählt werden kann. Es kann hierbei auf eine technisch aufwendige, bidirektionale Antriebsbewegung verzichtet werden, wobei dies nicht zwingend notwendig ist. Der Übergang von geöffneter Position und geschlossener Position der Unterbrechereinheiten 4, 6, wie es in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, kann grundsätzlich auch mit einer bidirektionalen Bewegung erfolgen, eine unidirektionale Bewegung wird aber erst durch den Einsatz der Kurbelwelle 10 ermöglicht und führt dazu, dass technisch weniger aufwendige Antriebsaggregate 9, beispielsweise Elektromotoren oder Federspeicher mit Spiralfedern zum Einsatz kommen können.The advantage of the continuously unidirectional movement of the crankshaft 10, driven by the drive unit 9, is that in addition to the simplified transmission through a single drive system 8, a more cost-effective drive variant with regard to the drive unit 9 can also be selected. A technically complex, bidirectional drive movement can be dispensed with here, although this is not absolutely necessary. The transition from the open position to the closed position of the interrupter units 4, 6, as shown in FIGS figures 1 and 2 is shown, can in principle also take place with a bidirectional movement, but a unidirectional movement is only made possible by the use of the crankshaft 10 and means that technically less complex drive units 9, for example electric motors or spring accumulators with spiral springs can be used.

In Figur 3 ist ein Querschnitt durch eine Kurbelwelle 10 dargestellt, wobei der Querschnittsverlauf im Bereich einer Kurbel, geschnitten durch einen Kurbelzapfen 24 sowie durch ein Gleitlager 28. Bei der Kurbel, die sowohl in Form der Kurbel 12 oder 14 ausgestaltet sein kann, handelt es sich hier exemplarisch um eine Exzenterscheibe, die zur Vermeidung von Unwuchten ein Gegengewicht jenseits der Drehachse 26 der Kurbelwelle 10 aufweist. Der jeweilig mögliche Kurbelhub 16 bzw. 18 ist mit dem Doppelpfeil, der zwischen dem Mittelpunkt der Drehachse 26 und dem Mittelpunkt des Kurbelzapfens 24 verläuft, veranschaulicht. Wenn sich die Kurbel 12, 14 um die Drehachse 26 dreht, vollzieht dabei der Kurbelzapfen 24 eine Kreisbewegung um die Drehachse 26. Das Gleitlager 28, das um den Kurbelzapfen 24 angeordnet ist, dreht sich dabei mit, da es mit einer Schubstange 30 verbunden ist, an dessen Ende, wie in Figur 1 dargestellt ist, ein weiteres Gleitlager 50 befindet, richtet es sich jedoch jeweils entlang einer translatorischen Bewegung aus, das sie auf den hier nicht dargestellten Kontaktbolzen überträgt.In figure 3 1 shows a cross section through a crankshaft 10, with the cross-sectional course in the area of a crank being cut through a crank pin 24 and through a slide bearing 28. The crank, which can be configured either in the form of the crank 12 or 14, is an example here an eccentric disc, which has a counterweight beyond the axis of rotation 26 of the crankshaft 10 to avoid imbalances. The respective possible crank stroke 16 or 18 is illustrated with the double-headed arrow passing between the center point of the axis of rotation 26 and the center point of the crank pin 24. FIG. When the crank 12, 14 rotates about the axis of rotation 26, the crank pin 24 completes a circular movement about the axis of rotation 26. The slide bearing 28, which is arranged around the crank pin 24, rotates with it because it is connected to a connecting rod 30 , at the end of which, as in figure 1 is shown, another slide bearing 50 is located, but it aligns itself in each case along a translational movement, which transmits it to the contact pin, not shown here.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind an der Kurbelwelle 10 jeweils drei Paare 22 seriell geschalteter Unterbrechereinheiten 4 und 6 angeordnet. Ein Paar 22 der Unterbrechereinheiten 4 und 6 erfüllt jeweils die Funktion, die bereits bezüglich der Figuren 1 und 2 beschrieben sind. Die Anordnung von drei derartigen baugleichen Paaren von Unterbrechereinheiten 4, 6 steht für die drei Phasen eines Stromnetzes, die durch jeweils eine Unterbrechereinheit bzw. hier durch ein Paar 22 von Unterbrechereinheiten 4, 6 gleichzeitig getrennt werden müssen. Dabei ist es möglich, alle drei Phasen mit einer Antriebseinheit 8 zu betreiben, wobei, wie bereits erwähnt, jede Phase zwei unterschiedliche Unterbrechereinheiten 4, 6 aufweist. Jedes Paar 22 von Unterbrechereinheiten 4, 6 steht dabei jeweils mit einem Paar von Kurbeln 14, 16 in Verbindung, die jeweils wieder den unterschiedlichen Kontakthub 16 und 18 aufweisen. Ansonsten weisen die Paare 22 die gleichen technischen Merkmale auf, die bereits bezüglich der Figuren 1, 2 und 3 beschrieben sind.In a further embodiment of the invention, three pairs 22 of interrupter units 4 and 6 connected in series are arranged on the crankshaft 10 . A pair 22 of the interrupter units 4 and 6 each fulfills the function that is already related to the figures 1 and 2 are described. The arrangement of three such structurally identical pairs of interrupter units 4, 6 represents the three phases of a power supply system, which must be separated simultaneously by an interrupter unit or here by a pair 22 of interrupter units 4, 6. It is possible to operate all three phases with one drive unit 8, with each phase having two different interrupter units 4, 6, as already mentioned. Each pair 22 of interrupter units 4, 6 is connected to a pair of cranks 14, 16, each of which again has the different contact stroke 16 and 18. Otherwise, the pairs 22 have the same technical features that are already related to the figures 1 , 2 and 3 are described.

In einer weiteren Ausgestaltungsform ähnlich wie in Figur 4, weist die schematische Darstellung gemäß Figur 5 eine Anordnung von drei Paaren 22 von seriell geschalteten Unterbrechereinheiten 4, 6 auf. Der Unterschied bezüglich der Figur 4 besteht darin, dass in dieser Ausgestaltungsform jeweils zwei Unterbrechereinheiten 4 oder 6 versetzt zueinander angeordnet sind, was dazu führt, dass linear entlang der Kurbelwellen 10 Bauraum eingespart werden kann, was in vielen Anwendungen, in denen Bauraum knapp ist, einen entscheidenden Kostenvorteil mit sich bringen kann. Die Kurbelwelle 10 gemäß Figur 5 ist in der Art ausgestaltet, dass die Kurbeln 14 und 12 bezüglich der Drehachse 26 radial in unterschiedliche Richtungen, insbesondere um 180° versetzte Richtungen zeigen. Es ist jedoch anzumerken, dass bei dieser Umsetzung mindestens jede zweite Kurbel 12 oder 14 und die damit verbundene Schubstange 30 einer mechanischen Umlenkmechanik bedarf, die in dieser rein schematischen Darstellung gemäß Figur 5 nicht näher beschrieben ist.In a further embodiment similar to that in figure 4 , has the schematic representation according to figure 5 an arrangement of three pairs 22 of interrupter units 4, 6 connected in series. The difference in the figure 4 consists in the fact that in this embodiment two interrupter units 4 or 6 are arranged offset to one another, which means that linearly along the crankshafts 10 Space can be saved, which can bring a decisive cost advantage in many applications where space is scarce. The crankshaft 10 according to figure 5 is designed in such a way that the cranks 14 and 12 point radially in different directions with respect to the axis of rotation 26, in particular directions offset by 180°. However, it should be noted that in this implementation at least every second crank 12 or 14 and the connecting rod 30 requires a mechanical deflection mechanism, which in this purely schematic representation according to FIG figure 5 is not described in detail.

Reference List

22: Stammunterbrechersystemtrunk breaker system
44: Unterbrechereinheit U_B1 Interrupter unit U _B1
66: Unterbrechereinheit U_B2 Interrupter unit U _B2
88th: Antriebssystemdrive system
99: Antriebsaggregatdrive unit
1010: Kurbelwellecrankshaft
1212: erste Kurbelfirst crank
1414: zweite Kurbelsecond crank
1616: erster Kurbelhubfirst crank stroke
1818: zweiter Kurbelhubsecond crank stroke
2020: unidirektionale Drehbewegungunidirectional rotary movement
2222: Paar seriell geschalteter UnterbrechereinheitenPair of breaker units connected in series
2424: Kurbelzapfencrank pin
2626: Drehachseaxis of rotation
2828: Gleitlagerbearings
3030: Schubstangepush rod
3232: Kontaktbolzencontact studs
3434: Kurbelwellenlagercrankshaft bearings
3636: Kontaktsystemcontact system
3838: Bewegkontaktmoving contact
4040: Festkontaktfixed contact
4242: GehäuseHousing
4444: Vakuumraumvacuum space
4646: Strombandpower band
4848: Stromschienenpower rails
5050: weiteres Gleitlageranother plain bearing

Claims

Current interrupter system comprising a series arrangement of at least two interrupter units (4, 6), wherein at least one interrupter unit (4, 6) from amongst said interrupter units is a vacuum tube, and the at least two interrupter units (4, 6) are mechanically connected to a drive system (8), wherein the drive system (8) comprises a drive assembly (9), characterized in that the drive system furthermore has a drive shaft which, as a crank shaft (10), is equipped with at least two cranks (12, 14), wherein the at least two cranks (12, 14) have two crank strokes (16, 18) of different magnitude.
Current interrupter system according to Claim 1, characterized in that the crank shaft (10) carries out a unidirectional rotational movement (20) during an opening operation of the interrupter units (4, 6).
Current interrupter system according to Claim 2, characterized in that the crank shaft (10) carries out a unidirectional rotational movement (20) of between 170° and 190°, preferably 180°, during an opening operation operation of the interrupter units (4, 6).
Current interrupter unit according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the crank shaft carries out a unidirectional rotational movement (20) of between 350° and 360° + 10° during an opening operation operation and a following closing operation of the interrupter units (4, 6).
Current interrupter system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two interrupter units (4, 6) connected electrically in series to one another are mechanically connected to a respective crank (12, 14) having different crank strokes (16, 18), wherein the two interrupter units (4, 6) have different rated voltages.
Current interrupter system according to Claim 5, characterized in that three identical pairs (22) of interrupter units (4, 6) connected in series are mechanically connected to the crank shaft (10).
Current interrupter system according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanical connection between the crank shaft (10) and a respective interrupter unit (4, 6) comprises a crank pin (24) which is arranged between two cranks (12, 12', 14, 14') at a distance from an axis of rotation (26) of the crank shaft (10), wherein the crank pin (24) is surrounded by a plain bearing (28) which, in turn, is arranged on a push rod (30).
Current interrupter system according to Claim 7, characterized in that the push rod (30) is mechanically connected to a contact bolt (32).
Current interrupter system according to Claim 5, characterized in that the mechanical connection between push rod (30) and contact bolt (32) comprises a further plain bearing (50).
Current interrupter system according to one of the preceding claims, characterized in that a radial orientation of a crank stroke (16, 18) of two adjacent cranks (12, 14) along the crank shaft (10) is offset by 180°.