EP4018466B1 - Baugruppe für einen hochspannungs-leistungsschalter und entsprechender hochspannungs-leistungsschalter - Google Patents

Baugruppe für einen hochspannungs-leistungsschalter und entsprechender hochspannungs-leistungsschalter Download PDF

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EP4018466B1
EP4018466B1 EP20771462.7A EP20771462A EP4018466B1 EP 4018466 B1 EP4018466 B1 EP 4018466B1 EP 20771462 A EP20771462 A EP 20771462A EP 4018466 B1 EP4018466 B1 EP 4018466B1
Authority
EP
European Patent Office
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assembly
circuit breaker
voltage circuit
field electrode
contact
Prior art date
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Active
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EP20771462.7A
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English (en)
French (fr)
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EP4018466C0 (de
EP4018466A1 (de
Inventor
Radu-Marian Cernat
Sebastian Hübner
Martin KREHNKE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/24—Means for preventing discharge to non-current-carrying parts, e.g. using corona ring
    • H01H33/245—Means for preventing discharge to non-current-carrying parts, e.g. using corona ring using movable field electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H01H33/7023—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by an insulating tubular gas flow enhancing nozzle
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H2033/028—Details the cooperating contacts being both actuated simultaneously in opposite directions

Definitions

  • the invention is based on an assembly for a high-voltage circuit breaker, with (i) one of two continuous current contact pieces of the high-voltage circuit breaker that can be moved relative to one another along a switch longitudinal axis and which is fixed with respect to the assembly, (ii) one of two along a switch longitudinal axis relative to one another movable arcing contact pieces of the high-voltage circuit breaker, which is coaxially surrounded at least in sections by the continuous current contact piece, (iii) a field electrode which surrounds the arcing contact piece of the assembly when the high-voltage circuit breaker is switched off, moves into the switched-off position during the switching-off process and behind its in the switched-on state The position assumed when switched off is retracted and (iv) a gear via which the field electrode can be driven, the gear having a component which is electrically connected to the field electrode and is guided in a displaceable manner in the direction of the switch longitudinal axis.
  • the invention further relates to a corresponding high-voltage circuit breaker.
  • High-voltage circuit breakers are e.g. B. from the DE 196 22 460 A1 , EP 0 025 833 A1 , DE 296 09 909 D1 , WO 98/32142 A1 , DE 10 2012 211376 A1 and WO 2017/055051 A1 known.
  • the publication WO 98/032142 A1 shows a high-voltage circuit breaker and an assembly for this high-voltage circuit breaker, with (i) one of two continuous current contact pieces of the high-voltage circuit breaker that can be moved relative to one another along a switch longitudinal axis and which is fixed with respect to the assembly, (ii) one of two relative along a switch longitudinal axis mutually movable arc contact pieces of the high-voltage circuit breaker, which is coaxially surrounded at least in sections by the continuous current contact piece, (iii) a field electrode which surrounds the arcing contact piece of the assembly when the high-voltage circuit breaker is switched off, moves into the switch-off position during the switch-off process and is retracted behind its position in the switch-off state when switched on and ( iv) a transmission via which the field electrode can be driven, the transmission having a component which is electrically connected to the field electrode and is guided so as to be displaceable in the direction of the switch's longitudinal axis.
  • the field electrode must not be at free potential.
  • the field electrode must not be connected to the arc contact piece in order to avoid parallel current paths via the gearbox, which could lead to welding of the individual components.
  • the field electrode was contacted via the gear, with the arc contact system being decoupled from the gear via a combination of insulating disks and insulating pin.
  • the field electrode is firmly screwed to the assembly, which consists of a clamping ring, couplings and traverses, and has a good electrical connection.
  • the movement is transmitted from the guide rails connected to the insulating nozzle via two coupling levers and driving pins.
  • the movement sequence is controlled via the raceways in the bearing cheeks, with the electrode having a defined end position for the OFF position in which it remains.
  • the field electrode is firmly screwed to the insulating nozzle and is moved synchronously with it.
  • the potential connection is implemented via a guide rail that is connected to the gear of the arc contact. In this case too, an undefined contact situation can arise.
  • the invention is based on the object of ensuring a clean potential connection of the field electrode.
  • Sliding contacts are therefore used to ensure a secure potential connection of the field electrode. These are implemented in such a way that no parallel current paths can form between the field electrode and the contact system, which could lead to welding in the transmission.
  • the sliding contacts are located close to the already provided contacting and increase their reliability.
  • the at least one sliding contact device has at least one spring tab with a contact element and/or at least one contact element and at least one compression spring which applies force to the respective contact element and/or at least one leaf spring.
  • the arrangement of contact element and the contact element with force acting compression spring are arranged in a recess formed in the component or in the component, which in particular also forms a guide for the contact element.
  • the transmission has a first, drivable coupling rod which is coupled to an insulating nozzle and extends in the direction of the switch's longitudinal axis.
  • the field electrode is coupled directly to this arrangement. Accordingly, it is particularly provided that the first coupling rod forms the component that is electrically connected to the field electrode.
  • the link guide is designed in such a way that a first part of the link guide runs approximately parallel to the longitudinal direction of the first coupling rod and that a second part of the link guide allows the pin to deflect perpendicular to the longitudinal axis of the switch.
  • the link guide is formed in the component of the transmission that is fixed to the assembly.
  • the field electrode is connected to a traverse via at least one second coupling rod running parallel to the first coupling rod, which forms the component electrically connected to the field electrode.
  • This second coupling rod or the traverse can then be viewed as the component mentioned at the beginning.
  • the at least one sliding contact device is arranged on a side of the transmission opposite the arc contact piece of the assembly. At this point (far from the area of the arc) there are comparatively few impurities that can disrupt contacting.
  • One embodiment of the high-voltage circuit breaker according to the invention provides that it has an insulating nozzle includes, which is firmly connected to the drivable contact pieces.
  • the Fig. 1 shows a part of a high-voltage circuit breaker, which is hereinafter referred to as assembly 10 for the high-voltage circuit breaker.
  • the circuit breaker has the part shown here with a driven arcing contact piece 12 and a fixed continuous current contact piece 14, which are opposed by another part of the high-voltage circuit breaker (not shown) with a further drivable arcing contact piece and a drivable continuous current contact piece.
  • the drivable arc contact piece 12 is surrounded by an insulating nozzle 16, which is firmly connected to the drivable contact pieces of the circuit breaker.
  • the Fig. 1 shows a section of the fixed permanent current contact piece 14 of the high-voltage circuit breaker, into which the axially drivable, not shown here, continuous current contact piece with the insulating nozzle 16 attached to it and the further axially drivable and also not shown arcing contact piece of the other part of the high-voltage circuit breaker can enter from the left.
  • two first coupling rods 20 are attached symmetrically to the longitudinal axis of the circuit breaker, which on the one hand have a link guide 28, a cross member 30 and second coupling rods 32 as well as a link guide 28, each provided with a pin 22 and pivotable about axes 24
  • Drive field electrode 34 acting as a field control element and of which, on the other hand, a second coupling rod 32 (the lower one in the figure) for driving the arc contact piece 12 by means of a deflection gear additionally has a pin 36 which is transverse to the direction of thrust of the lower first coupling rod which is provided with a U-shaped cross section 20 is arranged.
  • the lower first coupling rod 20 can also have an L- or T-shaped cross section, with one cross-sectional part forming a sliding surface for guiding the coupling rod 18 along a bearing cheek 40 formed on a component fixed to the assembly 38.
  • the assembly-fixed component 38 from this example is also called circuit board 38.
  • the circuit board 38 is attached to a contact bridge 42 of a sliding contact 44 connected to the fixed continuous current contact piece 14 and is provided with two bearing cheeks 40 arranged symmetrically to the center line in the longitudinal direction, which are used to guide the upper first coupling rod 20 intended to drive the field electrode 34 and for guiding the lower first coupling rod 20 provided for driving both the field electrode 34 and the arc contact piece 12.
  • the link guides 28 for the pins 22 of the gear for the field electrode 34 are incorporated into the circuit board 38.
  • the bearing cheeks 46 for guiding the head 46 and the link guides 28 are arranged one behind the other in the longitudinal direction of the board 38, with the bearing cheeks 46 for guiding the head 48 facing the free end 50 of the arc contact piece 12.
  • Two circuit boards 38 are arranged mirror-symmetrically to the longitudinal axis of the high-voltage circuit breaker and enclosed by the traverse 30; On the one hand, this traverse 30 connects the two second coupling rods 32 to one another; on the other hand, vertical slots 52 are provided in side walls of the traverse 30 for the pins 22 to engage. - The traverse 30 also encloses the first two coupling rods 20, these being kept at a distance from the second coupling rods 32 by two spacers.
  • the flat head 48 of the arc contact piece 12 is guided in the bearing cheeks of the circuit boards 34.
  • the flat head 42 is provided with an elongated hole 54 that runs perpendicular to the first coupling rod 20.
  • a two-armed control lever 56 is mounted in the circuit boards 38 on a rotation axis A running vertically to the plane of the drawing, which is designed fork-shaped at one end and is provided with a pin 58 at the other end.
  • the pin 58 engages in the elongated hole 54 on the head 482.
  • the fork-side end has two prongs 60 and 62 which enclose a mouth-like opening 64 into which the pin 36 of the lower first coupling rod 20 can engage.
  • the two tines 60, 62 are provided on the outside with a contact surface 66 and 68, with which the control lever 56 - depending on its position - comes into contact with a bottom 70 of the U-shaped cross-sectional profile of the lower first coupling rod 20, which forms a slideway. Stops 72 and 74 on the boards 38 ensure that the control lever 56 remains in the respective contact position.
  • the two contact positions represent end positions between which the control lever 56 is moved under the action of the pin 58. So that the fork-like end can carry out a rotational movement about the axis of rotation A already mentioned, the lower first coupling rod 20 is provided with an elongated slot 75 in the bottom 70 of the U-shaped cross section. A similar one Slot is optionally provided in the lower second coupling rod 32.
  • the traverse 30 is a component 76 which is electrically connected to the field electrode 34 (via the second coupling rod 32) and which is electrically connected via a sliding contact device 78 of the assembly 10 to a component of the transmission fixed to the assembly, namely the circuit board 38. Accordingly, the second coupling rod 32 is another component 76 that is electrically connected to the field electrode 34.
  • the Fig. 2 shows the installation location of a first variant of the sliding contact device 78. This is located between the traverse 30 and the circuit board 38.
  • the Fig. 3 shows details of a first variant of the sliding contact device 78.
  • the edge region of the traverse 30 there are two sliding contact devices 78.
  • Each has a spring tab 80 with a contact element 82 at the free end of the spring tab 80. With the contact element 82 it contacts the surface of the circuit board 38 in a sliding manner.
  • the sliding contact device 78 is completely covered by the cross member 30.
  • a second variant of the sliding contact device 78 is shown in a sectional view.
  • Each has a spring tab 80 with a contact element 82 at the free end of the spring tab 80 on. With the contact element 82, it contacts the surface of the corresponding circuit board 38 in a grinding manner.
  • the free ends of the spring tab 80 protrude from under the cross member 30. In this illustration it can be seen that the boards 38 are surrounded by two opposing traverse elements of the traverse 30.
  • the Fig. 5 shows another representation of the second variant of the sliding contact device 78.
  • a third variant of the sliding contact device 78 is shown.
  • a sliding contact device 78 In a central area of the traverse 30 there is a sliding contact device 78. This has a contact element 82 and a compression spring 84 which applies force to the contact element 82.
  • the arrangement of contact element 82 and the contact element 82 with force acting compression spring 84 are arranged in a recess 86 formed in the cross member 30, which also forms a guide for the contact element 82.
  • the sliding contact device 78 is completely covered by the traverse 30.
  • a fourth variant of the sliding contact device 78 is shown in a central area of the traverse 30 in a central area of the traverse 30.
  • This has a leaf spring 88 as a spring element.
  • the leaf spring 88 is arranged in a recess formed in the crossmember 30.
  • the sliding contact device 78 is completely covered by the traverse 30.
  • the Fig. 11 shows further details of this fourth variant of the sliding contact device 78 in a sectional view.
  • the Fig. 12 shows a sliding contact device 78 at another point in the assembly 10 or the transmission, namely between the assembly-fixed component 38, also referred to here as the circuit board, and the first coupling rod 20.
  • the corresponding variant of the high-voltage circuit breaker type can be found, for example, in the publication DE 197 27 850 C1 remove.
  • the sliding contact device 78 has two spring tabs 80, each with a contact element 82 at the free end of the spring tab 80. With the contact element 82 it contacts the surface of the first coupling rod 20 or guide rail in a sliding manner. The free ends of the spring tab 80 protrude from the circuit board 38.
  • the coupling rod 20 is the component 76, which is electrically connected via the sliding contact device 78 to the fixed component 38 of the transmission, which is designed as a circuit board.
  • the Fig. 13 finally shows further details about the sliding contact device 78 Fig. 12 .

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Circuit Breakers (AREA)

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Baugruppe für einen Hochspannungs-Leistungsschalter, mit (i) einem von zwei entlang einer Schalterlängsachse relativ zueinander bewegbaren Dauerstromkontaktstücken des Hochspannungs-Leistungsschalters, das bezüglich der Baugruppe feststehend ist, (ii) einem von zwei entlang einer Schalterlängsachse relativ zueinander bewegbaren Lichtbogenkontaktstücken des Hochspannungs-Leistungsschalters, das zumindest abschnittsweise von dem Dauerstromkontaktstück koaxial umgeben ist,(iii) einer Feldelektrode, die im Ausschaltzustand des Hochspannungs-Leistungsschalters das Lichtbogenkontaktstück der Baugruppe umgibt, sich während des Ausschaltvorganges in die Ausschaltstellung bewegt und im Einschaltzustand hinter ihre im Ausschaltzustand eingenommene Stellung zurückgezogen ist und (iv) einem Getriebe, über das die Feldelektrode antreibbar ist, wobei das Getriebe ein Bauteil aufweist, das mit der Feldelektrode elektrisch verbunden und in Richtung der Schalterlängsachse verschiebbar geführt ist.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin einen entsprechenden Hochspannungs-Leistungsschalter. Hochspannungs-Leistungsschalter sind z. B. aus der DE 196 22 460 A1 , EP 0 025 833 A1 , DE 296 09 909 D1 , WO 98/32142 A1 , DE 10 2012 211376 A1 und WO 2017/055051 A1 bekannt.
  • Die Druckschrift WO 98/032142 A1 zeigt einen Hochspannungs-Leistungsschalter sowie eine Baugruppe für diesen Hochspannungs-Leistungsschalter, mit (i) einem von zwei entlang einer Schalterlängsachse relativ zueinander bewegbaren Dauerstromkontaktstücken des Hochspannungs-Leistungsschalters, das bezüglich der Baugruppe feststehend ist, (ii) einem von zwei entlang einer Schalterlängsachse relativ zueinander bewegbaren Lichtbogenkontaktstücken des Hochspannungs-Leistungsschalters, das zumindest abschnittsweise von dem Dauerstromkontaktstück koaxial umgeben ist, (iii) einer Feldelektrode, die im Ausschaltzustand des Hochspannungs-Leistungsschalters das Lichtbogenkontaktstück der Baugruppe umgibt, sich während des Ausschaltvorganges in die Ausschaltstellung bewegt und im Einschaltzustand hinter ihre im Ausschaltzustand eingenommene Stellung zurückgezogen ist und (iv) einem Getriebe, über das die Feldelektrode antreibbar ist, wobei das Getriebe ein Bauteil aufweist, das mit der Feldelektrode elektrisch verbunden und in Richtung der Schalterlängsachse verschiebbar geführt ist. Als dieses Bauteil kann beispielsweise eine Koppelstange (dort zweite Koppelstange genannt), oder eine Traverse angesehen werden.
  • Ein etwas anderer Hochspannungsleistungsschalter mit zwei entgegengesetzt antreibbaren Lichtbogenkontaktstücken wird in der Druckschrift DE 197 27 850 C1 vorgestellt. Hierbei werden auf der direkt angetriebenen Kontaktseite die Dauerstrom- und der Lichtbogenkontaktstücke synchron zueinander bewegt. Auf der gegenüberliegenden Seite sind ein festes Dauerstromkontaktstück und ein über ein Getriebe angekoppelter Lichtbogenkontaktstück vorgesehen. Da sich auf der Gegenseite die Lage des Dauerstrom- und Lichtbogenkontaktstücke zueinander verändert, wird eine ebenfalls bewegliche Feldsteuerelektrode (oder ein anderes Feldsteuerelement) benötigt, welche im offenen Zustand die Feldstärke am Lichtbogenkontaktstück abschirmt und im geschlossenen Zustand zurückgezogen wird, um Kollisionen zu vermeiden. Diese Feld(steuer)elektrode kann direkt an der Isolierdüse befestigt sein oder über ein Getriebe bewegt werden.
  • Die Kontaktierung der Feldelektrode stellt eine technische Herausforderung dar. Auf der einen Seite darf die Feldelektrode nicht auf freiem Potential liegen. Auf der anderen Seite darf die Feldelektrode nicht mit dem Lichtbogenkontaktstück verbunden werden, um Parallelstrompfade über das Getriebe zu vermeiden, die zu einem Verschweißen der einzelnen Komponenten führen könnten.
  • Bei der bisherigen Konstruktion wurde die Feldelektrode über das Getriebe kontaktiert, wobei das Lichtbogenkontaktsystem über einer Kombination aus Isolierscheiben und Isolierstift vom Getriebe entkoppelt ist. Die Feldelektrode ist mit der Baugruppe, gebildet aus Spannring, Koppeln und Traversen, fest verschraubt und hat hierzu eine gute elektrische Verbindung. Die Bewegung wird von den mit der Isolierdüse verbundenen Führungsschienen über zwei Koppelhebel und Mitnehmerbolzen übertragen. Der Bewegungsablauf wird über die Laufbahnen in den Lagerwangen gesteuert, wobei die Elektrode eine definierte Endlage für die AUS-Position aufweist, in der sie verharrt.
  • Bei Unterbrechereinheiten ohne Elektrodengetriebe ist die Feldelektrode fest mit der Isolierdüse verschraubt und wird synchron zu dieser bewegt. Die Potentialanbindung wird über eine Führungsschiene realisiert, die mit dem Getriebe des Lichtbogenkontakts in Verbindung steht. Auch in diesem Fall kann es zu einer undefinierten Kontaktsituation kommen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine saubere Potentialanbindung der Feldelektrode zu gewährleisten.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei der erfindungsgemäßen Baugruppe für einen Hochspannungs-Leistungsschalter, mit
    1. (i) einem von zwei entlang einer Schalterlängsachse relativ zueinander bewegbaren Dauerstromkontaktstücken des Hochspannungs-Leistungsschalters, das bezüglich der Baugruppe feststehend ist,
    2. (ii) einem von zwei entlang einer Schalterlängsachse relativ zueinander bewegbaren Lichtbogenkontaktstücken des Hochspannungs-Leistungsschalters, das zumindest abschnittsweise von dem Dauerstromkontaktstück koaxial umgeben ist,
    3. (iii) einer Feldelektrode, die im Ausschaltzustand des Hochspannungs-Leistungsschalters das Lichtbogenkontaktstück der Baugruppe umgibt, sich während des Ausschaltvorganges in die Ausschaltstellung bewegt und im Einschaltzustand hinter ihre im Ausschaltzustand eingenommene Stellung zurückgezogen ist,
    4. (iv) einem Getriebe, über das die Feldelektrode antreibbar ist, wobei das Getriebe ein Bauteil aufweist, das mit der Feldelektrode elektrisch verbunden und in Richtung der Schalterlängsachse verschiebbar geführt ist, ist vorgesehen, wobei die Baugruppe, insbesondere deren Getriebe, mindestens eine Schleifkontakt-Vorrichtung aufweist, die das Bauteil mit einem baugruppenfixen Bauelement des Getriebes elektrisch verbindet, das fest mit dem Dauerstromkontaktstück der Baugruppe verbunden ist. Der entsprechende Schleifkontakt kann dabei alternativ das Bauteil oder das baugruppenfixe Bauelement schleifend kontaktieren. Durch diese Maßnahmen wird eine saubere Potentialanbindung der Feldelektrode gewährleistet.
  • Für eine sichere Potentialanbindung der Feldelektrode werden daher Schleifkontakte eingesetzt. Diese sind so realisiert, dass sich zwischen Feldelektrode und Kontaktsystem keine Parallelstrompfade bilden können, die zu Verschweißungen im Getriebe führen könnten. Die Schleifkontakte sind in der Nähe der bereits vorgesehenen Kontaktierung angebracht und erhöhen deren Zuverlässigkeit.
  • Erfindungsgemäß weist die mindestens eine Schleifkontakt-Vorrichtung mindestens eine Federlasche mit einem Kontaktelement und/oder mindestens ein Kontaktelement und mindestens eine das jeweilige Kontaktelement mit Kraft beaufschlagende Druckfeder und/oder mindestens eine Blattfeder auf. Dies sind drei bevorzugte Ausgestaltungen der Schleifkontakt-Vorrichtung, die einzeln oder in Kombination eingesetzt werden können.
  • Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Anordnung aus Kontaktelement und das Kontaktelement mit Kraft beaufschlagender Druckfeder in einer im Bauteil oder im Bauelement ausgebildeten Ausnehmung angeordnet sind, die insbesondere auch eine Führung für das Kontaktelement bildet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Getriebe eine erste, an eine Isolierdüse angekoppelte und in Richtung der Schalterlängsachse verlaufende, antreibbare Koppelstange auf.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Feldelektrode direkt an diese Anordnung angekoppelt. Dementsprechend ist dabei insbesondere vorgesehen, dass die erste Koppelstange das mit der Feldelektrode elektrisch verbundene Bauteil bildet.
  • Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Getriebe weiterhin
    • einen an der ersten Koppelstange schwenkbar befestigten Hebel, mit einem an dem schwenkbaren Teil des Hebels befestigten und dessen Schwenkebene durchsetzenden Stift, an den die Feldelektrode ist und
    • eine Kulissenführung, in der der Stift bei der Ausschaltbewegung gleitet, auf.
  • Dabei ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Kulissenführung derart gestaltet ist, dass ein erster Teil der Kulissenführung annähernd parallel zur Längsrichtung der ersten Koppelstange verläuft und dass ein zweiter Teil der Kulissenführung ein Ausweichen des Stiftes senkrecht zur Schalterlängsachse erlaubt.
  • In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, dass die Kulissenführung im baugruppenfixen Bauelement des Getriebes ausgebildet ist.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Feldelektrode über wenigstens eine parallel zu der ersten Koppelstange verlaufende zweite Koppelstange mit einer Traverse verbunden ist, die das mit der Feldelektrode elektrisch verbundene Bauteil bildet. Als das eingangs erwähnte Bauteil kann dann diese zweite Koppelstange oder die Traverse angesehen werden.
  • Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine Schleifkontakt-Vorrichtung auf einer dem Lichtbogenkontaktstück der Baugruppe gegenüberliegenden Seite des Getriebes angeordnet. An dieser Stelle (fernab vom Bereich des Lichtbogens) entstehen vergleichsweise wenige Verunreinigungen, die die Kontaktierung stören können.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Hochspannungs-Leistungsschalter mit zwei entlang einer Schalterlängsachse relativ zueinander bewegbaren Dauerstromkontaktstücken,
    • zwei entlang einer Schalterlängsachse relativ zueinander bewegbaren Lichtbogenkontaktstücken und
    • einer Feldelektrode, die im Ausschaltzustand des Leistungsschalters dem ersten Lichtbogenkontaktstück gegenüberliegt und das zweite Lichtbogenkontaktstück zumindest abschnittsweise umgibt, ist vorgesehen, dass dieser Leistungsschalter eine vorstehend genannte Baugruppe aufweist. Diese umfasst:
      1. (i) eines der beiden entlang einer Schalterlängsachse relativ zueinander bewegbaren Dauerstromkontaktstücke des Hochspannungs-Leistungsschalters, das bezüglich der Baugruppe feststehend ist,
      2. (ii) eines der beiden entlang einer Schalterlängsachse relativ zueinander bewegbaren Lichtbogenkontaktstücke des Hochspannungs-Leistungsschalters, das zumindest abschnittsweise von dem Dauerstromkontaktstück der Baugruppe koaxial umgeben ist, und
      3. (iii) die Feldelektrode.
  • Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hochspannungs-Leistungsschalters sieht dabei vor, dass dieser eine Isolierdüse umfasst, die fest mit den antreibbaren Kontaktstücken verbunden ist.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    einen (im weiteren Baugruppe genannten) Teil eines Hochspannungs-Leistungsschalters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Schnittdarstellung,
    Fig. 2
    den Einbauort einer ersten Variante einer Schleifkontakt-Vorrichtung der Baugruppe,
    Fig. 3
    Details zu dieser ersten Variante der Schleifkontakt-Vorrichtung,
    Fig. 4
    eine zweite Variante der Schleifkontakt-Vorrichtung der Baugruppe,
    Fig. 5
    weitere Details zu dieser zweiten Variante der Schleifkontakt-Vorrichtung,
    Fig. 6
    eine dritte Variante der Schleifkontakt-Vorrichtung der Baugruppe,
    Fig. 7
    weitere Details zu dieser dritten Variante der Schleifkontakt-Vorrichtung,
    Fig. 8
    weitere Details zu dieser dritten Variante der Schleifkontakt-Vorrichtung,
    Fig. 9
    weitere Details zu dieser dritten Variante der Schleifkontakt-Vorrichtung,
    Fig. 10
    eine vierte Variante der Schleifkontakt-Vorrichtung der Baugruppe,
    Fig. 11
    weitere Details zu dieser vierten Variante der Schleifkontakt-Vorrichtung
    Fig. 12
    eine Schleifkontakt-Vorrichtung an anderer Stelle der Baugruppe,
    Fig. 13
    weitere Details zu der Schleifkontakt-Vorrichtung der Fig. 12.
  • Die Fig. 1 zeigt einen Teil eines Hochspannungs-Leistungsschalters, der im Folgenden Baugruppe 10 für den Hochspannungs-Leistungsschalter genannt wird. Der Leistungsschalter weist den hier gezeigten Teil mit einem angetriebenen Lichtbogenkontaktstück 12 sowie einem feststehenden Dauerstromkontaktstück 14 auf, denen ein (nicht gezeigter) anderer Teil des Hochspannungs-Leistungsschalters mit einem weiteren antreibbaren Lichtbogenkontaktstück und einem antreibbaren Dauerstromkontaktstück gegenüberstehen. Das antreibbare Lichtbogenkontaktstück 12 ist von einer Isolierdüse 16 umgeben, die fest mit den antreibbaren Kontaktstücken des Leistungsschalters verbunden ist.
  • Die Fig. 1 zeigt ausschnittsweise das feststehende Dauerstromkontaktstück 14 des Hochspannungs-Leistungsschalters, in das von links das axial antreibbare, hier nicht dargestellte Dauerstromkontaktstück mit der daran befestigten Isolierdüse 16 und dem weiteren axial antreibbaren und hier ebenfalls nicht dargestellten Lichtbogenkontaktstücks des anderen Teils des Hochspannungs-Leistungsschalters einfahren kann. Dabei zeigt die Fig. 1 die Position der Isolierdüse 16 in der Einschaltstellung des antreibbaren (nicht gezeigten) Dauerstromkontaktstückes. In dieser Einschaltstellung umgibt die Isolierdüse 16 das den Kontaktstücken des anderen Teils des Hochspannungs-Leistungsschalters entgegengesetzt angetriebene Lichtbogenkontaktstück 12 auf seiner ganzen Länge. Am freien Ende 18 der Isolierdüse 16 sind symmetrisch zur Längsachse des Leistungsschalters zwei erste Koppelstangen 20 befestigt, die einerseits über zwei mit je einem Stift 22 versehene und um Achsen 24 verschwenkbare Hebel 26 eine Kulissenführung 28, eine Traverse 30 und zweite Koppelstangen 32 sowie eine als Feldsteuerelement fungierende Feldelektrode 34 antreiben und von denen andererseits die eine zweite Koppelstange 32 (die untere in der Figur) zum Antrieb des Lichtbogenkontaktstückes 12 mittels eines Umlenkgetriebes zusätzlich einen Zapfen 36 aufweist, der quer zur Schubrichtung der mit einem U-förmigen Querschnitt versehenen unteren ersten Koppelstange 20 angeordnet ist. Die untere erste Koppelstange 20 kann auch einen L- oder T-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei jeweils ein Querschnittsteil eine Gleitfläche zur Führung der Koppelstange 18 längs einer an einem baugruppenfixen Bauelement 38 ausgeformten Lagerwange 40 bildet. Das baugruppenfixe Bauelement 38 aus diesem Beispiel wird auch Platine 38 genannt.
  • Die Platine 38 ist an einer Kontaktbrücke 42 eines mit dem feststehenden Dauerstromkontaktstück 14 verbundenen Gleitkontaktes 44 befestigt und ist mit zwei in Längsrichtung symmetrisch zur Mittellinie angeordneten Lagerwangen 40 versehen, die zur Führung der oberen, zum Antrieb der Feldelektrode 34 vorgesehenen ersten Koppelstange 20 und zur Führung der unteren, zum Antrieb sowohl der Feldelektrode 34 als auch des Lichtbogenkontaktstückes 12 vorgesehenen ersten Koppelstange 20 dienen. In die Platine 38 sind weiterhin zwei Lagerwangen 46 zur Führung eines in Figur 1 dargestellten flachen Kopfes 48 eingearbeitet, der sich am rückwärtigen Ende des Lichtbogenkontaktstückes 12 befindet. Weiterhin sind in die Platine 38 die Kulissenführungen 28 für die Stifte 22 des Getriebes für die Feldelektrode 34 eingearbeitet. Die Lagerwangen 46 zur Führung des Kopfes 46 und die Kulissenführungen 28 sind in Längsrichtung der Platine 38 hintereinander angeordnet, wobei die Lagerwangen 46 zur Führung des Kopfes 48 dem freien Ende 50 des Lichtbogenkontaktstücks 12 zugewandt sind.
  • Dabei sind zwei Platinen 38 spiegelsymmetrisch zur Längsachse des Hochspannungs-Leistungsschalters angeordnet und von der Traverse 30 umschlossen; diese Traverse 30 verbindet einerseits die beiden zweiten Koppelstangen 32 miteinander; andererseits sind in Seitenwänden der Traverse 30 vertikale Schlitze 52 für den Eingriff der Stifte 22 vorgesehen. - Die Traverse 30 umschließt auch die beiden ersten Koppelstangen 20, wobei diese durch zwei Distanzstücke von den zweiten Koppelstangen 32 auf Abstand gehalten werden.
  • Der flache Kopf 48 des Lichtbogenkontaktstücks 12 ist in den Lagerwangen der Platinen 34 geführt. - Der flache Kopf 42 ist mit einem senkrecht zur ersten Koppelstange 20 verlaufenden Langloch 54 versehen.
  • Gemäß Fig. 1 ist zum Antrieb des Lichtbogenkontaktstückes 12 in den Platinen 38 auf einer vertikal zur Zeichenebene verlaufenden Drehachse A ein zweiarmiger Steuerhebel 56 gelagert, der an seinem einen Ende gabelförmig gestaltet und an seinem anderen Ende mit einem Zapfen 58 versehen ist. Der Zapfen 58 greift in das Langloch 54 am Kopf 482 ein. Das gabelseitige Ende weist zwei Zinken 60 und 62 auf, die eine maulartige Öffnung 64 umschließen, in die der Zapfen 36 der unteren ersten Koppelstange 20 eingreifen kann. Die beiden Zinken 60, 62 sind außen mit einer Anlagefläche 66 bzw. 68 versehen, mit denen der Steuerhebel 56 - in Abhängigkeit von seiner Stellung - zur Anlage an einen eine Gleitbahn bildenden Boden 70 des U-förmigen Querschnittsprofils der unteren ersten Koppelstange 20 kommt. Durch Anschläge 72 und 74 an den Platinen 38 ist dabei gewährleistet, dass der Steuerhebel 56 in der jeweiligen Anlageposition verharrt. Die beiden Anlagepositionen stellen Endpositionen dar, zwischen denen der Steuerhebel 56 unter der Wirkung des Zapfens 58 bewegt wird. Damit das gabelartige Ende hierbei eine Drehbewegung um die bereits erwähnte Drehachse A ausführen kann, ist die untere erste Koppelstange 20 im Boden 70 des U-förmigen Querschnittes mit einem länglichen Schlitz 75 versehen. Ein gleichartiger Schlitz ist gegebenenfalls in der unteren zweiten Koppelstange 32 vorgesehen.
  • Die Traverse 30 ist ein mit der Feldelektrode 34 (über die zweite Koppelstange 32) elektrisch verbundenes Bauteil 76, welches über eine Schleifkontakt-Vorrichtung 78 der Baugruppe 10 mit einem baugruppenfixen Bauelement des Getriebes, nämlich der Platine 38, elektrisch verbunden ist. Dementsprechend ist die zweite Koppelstange 32 ein anderes mit der Feldelektrode 34 elektrisch verbundenes Bauteil 76.
  • Eine entsprechende Beschreibung des anderen Teils des Hochspannungs-Leistungsschalters sowie eine Beschreibung der Schaltprozesse ist der eingangs erwähnten Druckschrift WO 98/32142 A zu entnehmen, die diesen Typ von Hochspannungs-Leistungsschaltern beschreibt.
  • Die Figuren 2 bis 13 beschreiben Details zu der Schleifkontakt-Vorrichtung 78.
  • Die Fig. 2 zeigt den Einbauort einer ersten Variante der Schleifkontakt-Vorrichtung 78. Dieser befindet sich jeweils zwischen Traverse 30 und Platine 38.
  • Die Fig. 3 zeigt Details zu einer ersten Variante der Schleifkontakt-Vorrichtung 78. Im Randbereich der Traverse 30 befinden sich zwei Schleifkontakt-Vorrichtungen 78. Jede weist eine Federlasche 80 mit einem Kontaktelement 82 am freien Ende der Federlasche 80 auf. Mit dem Kontaktelement 82 kontaktiert sie schleifend die Oberfläche der Platine 38. Die Schleifkontakt-Vorrichtung 78 ist dabei vollständig von der Traverse 30 abgedeckt.
  • In Fig. 4 ist eine zweite Variante der Schleifkontakt-Vorrichtung 78 in einer Schnittdarstellung gezeigt. In einem zentralen Bereich der Traverse 30 befinden sich zwei Schleifkontakt-Vorrichtungen 78. Jede weist eine Federlasche 80 mit einem Kontaktelement 82 am freien Ende der Federlasche 80 auf. Mit dem Kontaktelement 82 kontaktiert sie schleifend die Oberfläche der entsprechenden Platine 38. Die freien Enden der Federlasche 80 ragen dabei unter der Traverse 30 hervor. In dieser Darstellung ist erkennbar, dass die Platinen 38 von zwei einander gegenüberliegenden Traversen-elementen der Traverse 30 umgeben sind.
  • Die Fig. 5 zeigt eine andere Darstellung der zweiten Variante der Schleifkontakt-Vorrichtung 78.
  • In Fig. 6 ist eine dritte Variante der Schleifkontakt-Vorrichtung 78 gezeigt. In einem zentralen Bereich der Traverse 30 befinden sich eine Schleifkontakt-Vorrichtung 78. Diese weist ein Kontaktelement 82 und eine das Kontaktelement 82 mit Kraft beaufschlagende Druckfeder 84 auf. Die Anordnung aus Kontaktelement 82 und das Kontaktelement 82 mit Kraft beaufschlagender Druckfeder 84 sind in einer in der Traverse 30 ausgebildeten Ausnehmung 86 angeordnet, die auch eine Führung für das Kontaktelement 82 bildet. Die Schleifkontakt-Vorrichtung 78 ist dabei vollständig von der Traverse 30 abgedeckt.
  • Die Figuren 7 bis 9 zeigen weitere Details zu dieser dritten Variante der Schleifkontakt-Vorrichtung 78.
  • In Fig. 10 ist eine vierte Variante der Schleifkontakt-Vorrichtung 78 gezeigt. In einem zentralen Bereich der Traverse 30 befinden sich eine Schleifkontakt-Vorrichtung 78. Diese weist eine Blattfeder 88 als Federelement auf. Die Blattfeder 88 ist in einer in der Traverse 30 ausgebildeten Ausnehmung angeordnet. Die Schleifkontakt-Vorrichtung 78 ist dabei vollständig von der Traverse 30 abgedeckt.
  • Die Fig. 11 zeigt weitere Details zu dieser vierten Variante der Schleifkontakt-Vorrichtung 78 in einer Schnittdarstellung.
  • Die Fig. 12 zeigt eine Schleifkontakt-Vorrichtung 78 an anderer Stelle der Baugruppe 10 bzw. des Getriebes, nämlich zwischen dem auch hier Platine genannten baugruppenfixen Bauelement 38 und der ersten Koppelstange 20. Die entsprechende Variante des Hochspannungs-Leistungsschalter-Typs kann man beispielsweise der Druckschrift DE 197 27 850 C1 entnehmen.
  • Die Schleifkontakt-Vorrichtung 78 weist zwei Federlaschen 80 mit je einem Kontaktelement 82 am freien Ende der Federlasche 80 auf. Mit dem Kontaktelement 82 kontaktiert sie schleifend die Oberfläche der ersten Koppelstange 20 bzw. Führungsschiene. Die freien Enden der Federlasche 80 ragen dabei unter aus der Platine 38 heraus. In diesem Beispiel ist also die Koppelstange 20 das Bauteil 76, welches über die Schleifkontakt-Vorrichtung 78 mit dem als Platine ausgebildeten baugruppenfixen Bauelement 38 des Getriebes elektrisch verbunden ist.
  • Die Fig. 13 zeigt schließlich weitere Details zu der Schleifkontakt-Vorrichtung 78 der Fig. 12.

Claims (10)

  1. Baugruppe (10) für einen Hochspannungs-Leistungsschalter, mit
    - einem von zwei entlang einer Schalterlängsachse relativ zueinander bewegbaren Dauerstromkontaktstücken (14) des Hochspannungs-Leistungsschalters, das bezüglich der Baugruppe (10) feststehend ist,
    - einem von zwei entlang einer Schalterlängsachse relativ zueinander bewegbaren Lichtbogenkontaktstücken (12) des Hochspannungs-Leistungsschalters, das zumindest abschnittsweise von dem Dauerstromkontaktstück (14) koaxial umgeben ist,
    - einer Feldelektrode (34), die im Ausschaltzustand des Hochspannungs-Leistungsschalters das Lichtbogenkontaktstück (12) der Baugruppe (10) umgibt, sich während des Ausschaltvorganges in die Ausschaltstellung bewegt und im Einschaltzustand hinter ihre im Ausschaltzustand eingenommene Stellung zurückgezogen ist und
    - einem Getriebe, über das die Feldelektrode (34) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Bauteil (76) aufweist, das mit der Feldelektrode (34) elektrisch verbunden und in Richtung der Schalterlängsachse verschiebbar geführt ist, dass die Baugruppe mindestens eine Schleifkontakt-Vorrichtung (78), die das Bauteil (76) mit einem baugruppenfixen Bauelement (38) des Getriebes elektrisch verbindet, das fest mit dem Dauerstromkontaktstück (14) der Baugruppe (10) verbunden ist, aufweist und dass die mindestens eine Schleifkontakt-Vorrichtung (78)
    - mindestens eine Federlasche (80) mit einem Kontaktelement (82) und/oder
    - mindestens ein Kontaktelement (82) und mindestens eine das jeweilige Kontaktelement (82) mit Kraft beaufschlagende Druckfeder (84) und/oder
    - mindestens eine Blattfeder (88)
    aufweist.
  2. Baugruppe nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Anordnung aus Kontaktelement (82) und das Kontaktelement (82) mit Kraft beaufschlagender Druckfeder (84) in einer im Bauteil (76) oder im baugruppenfixen Bauelement (38) ausgebildeten Ausnehmung (86) angeordnet sind, die insbesondere auch eine Führung für das Kontaktelement (82) bildet.
  3. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Getriebe eine erste, an eine Isolierdüse (16) angekoppelte und in Richtung der Schalterlängsachse verlaufende, antreibbare Koppelstange (20) aufweist.
  4. Baugruppe nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die erste Koppelstange (20) das mit der Feldelektrode (34) elektrisch verbundene Bauteil (76) bildet.
  5. Baugruppe nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Getriebe weiterhin
    - einen an der ersten Koppelstange (20) schwenkbar befestigten Hebel (26), mit einem an dem schwenkbaren Teil des Hebels (26) befestigten und dessen Schwenkebene durchsetzenden Stift (22), an den die Feldelektrode (34) angekoppelt ist und
    - eine Kulissenführung (28), in der der Stift (22) bei der Ausschaltbewegung gleitet,
    aufweist.
  6. Baugruppe nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kulissenführung (28) im baugruppenfixen Bauelement (38) des Getriebes ausgebildet ist.
  7. Baugruppe nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Feldelektrode (34) über wenigstens eine parallel zu der ersten Koppelstange (20) verlaufenden zweiten Koppelstange (32) mit einer Traverse (30) verbunden ist, die das mit der Feldelektrode (34) elektrisch verbundene Bauteil (76) bildet.
  8. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die mindestens eine Schleifkontakt-Vorrichtung (78) auf einer dem Lichtbogenkontaktstück (12) der Baugruppe (10) gegenüberliegenden Seite des Getriebes angeordnet ist.
  9. Hochspannungs-Leistungsschalter mit
    - zwei entlang einer Schalterlängsachse relativ zueinander bewegbaren Dauerstromkontaktstücken (14),
    - zwei entlang einer Schalterlängsachse relativ zueinander bewegbaren Lichtbogenkontaktstücken (12),
    - einer Feldelektrode (34), die im Ausschaltzustand des Leistungsschalters dem ersten Lichtbogenkontaktstück gegenüberliegt und das zweite Lichtbogenkontaktstück (12) zumindest abschnittsweise umgibt,
    gekennzeichnet durch
    eine Baugruppe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
  10. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch
    eine Isolierdüse (16), die fest mit den antreibbaren Kontaktstücken verbunden ist.
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