EP4762580A1 - Hochspannungsleistungsschalter, sowie hochspannungsleistungsschaltanlage und verfahren zum betreiben eines hochspannungsleitungsschalters - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsleistungsschalter (1), mit - einer mit zwei Hochspannungsanschlüssen elektrisch verbundenen Vakuumschaltröhre (7), welche ausgebildet ist, abhängig von einer mechanischen Schaltbetätigung (8) eine elektrische Verbindung herzustellen, wozu die Vakuumschaltröhre (7) einen in einem Röhrengehäuse (9) bewegbare angeordneten Schaltkontakt (10) aufweist, gekennzeichnet durch, - eine Einschaltfeder (15), die ausgebildet ist, die mechanische Schaltbetätigung (8) auf den Schaltkontakt (10) zu übertragen, - eine Kontaktandruckfeder (13), die ausgebildet ist, einen Einschaltzustand des Schaltkontakt (10), welcher von dem Schaltkontakt (10) nach einer Übertragung der Schaltbetätigung (8) auf den Schaltkontakt (10) eingenommen wird, aufrechtzuhalten, - einen Federspeicher (26), der ausgebildet ist, unmittelbar bevor der Einschaltzustand des Schaltkontakts (10) eingenommen wird, zumindest teilweise gespannt zu werden, wobei - der Federspeicher (26) ausgebildet ist, wenn der Schaltkontakt (10) den Einschaltzustand eingenommen hat, die gespeicherte Spannenergie zumindest teilweise an die Kontaktandruckfeder (13) zu übertragen. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Hochspannungsleistungsschaltanlage (2) sowie ein Verfahren.

Description

Beschreibung

Hochspannungs lei stungs schal ter, sowie

Hochspannungsleistungsschaltanlage und Verfahren zum

Betreiben eines Hochspannungsleitungsschalters

Die Erfindung betri f ft einen Hochspannungsleistungsschalter mit zumindest zwei voneinander beabstandet angeordneten Hochspannungsanschlüssen und einer mit den zwei Hochspannungsanschlüssen elektrisch verbundenen Vakuumschaltröhre , welche ausgebildet ist , abhängig von einer mechanischen Schaltbetätigung einer Antriebseinheit eine elektrische Verbindung zwischen den zwei Hochspannungsanschlüssen herzustellen, wozu die Vakuumschaltröhre einen mit einem Röhrengehäuse der Vakuumschaltröhre bewegbar angeordneten Schaltkontakt aufweist .

Des Weiteren betri f ft die Erfindung eine Hochspannungsleistungsschaltanlage mit zumindest einem entsprechenden Hochspannungsleistungsschalter .

Ebenso betri f ft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Hochspannungsleistungsschalters , welcher zumindest zwei voneinander beabstandet angeordnete Hochspannungsanschlüsse aufweist und der Hochspannungsleistungsschalter eine mit den zwei Hochspannungsanschlüssen elektrisch verbundene Vakuumschaltröhre aufweist , welche ausgebildet ist , abhängig von einer mechanischen Schaltbetätigung einer Antriebseinheit eine elektrische Verbindung zwischen den zwei Hochspannungsanschlüssen herzustellen, wozu die Vakuumschaltröhre einen in einem Röhrengehäuse der Vakuumschaltröhre bewegbaren Schaltkontakt aufweist .

Hochspannungsleistungsschalter sind aus dem Stand der Technik umfänglich bekannt , sodass es keines gesonderten druckschri ftlichen Nachweises hierzu bedarf . Eine Hochspannung im Sinne der Normung ist eine elektrische Spannung, die eine Wechselspannung bezeichnet , deren Ef fektivwert größer als 1000 Volt ist beziehungsweise eine Gleichspannung, deren Wert größer als 1500 Volt ist . Diese Definition der Hochspannung, die im Übrigen auch durch die einschlägige Normung erfasst ist , wird zusätzlich regelmäßig in zwei Bereiche unterteilt , und zwar in einen ersten Bereich, der als Mittelspannung bezeichnet wird und der sich über einen Spannungsbereich von 1 kV bis einschließlich 52 kV erstreckt , und einen zweiten Bereich, der Spannungen größer als 52 kV erfasst und die als Höchstspannung bezeichnet wird .

Ein Leistungsschalter ist grundsätzlich ein elektrisches Schaltgerät , welches dazu dient , insbesondere im Bereich der elektrischen Energieversorgung, einen elektrischen Strom in einer Leitung des Energieversorgungnetzes zu schalten . Ein Leistungsschalter ist in der Regel dazu ausgelegt , einen regulären Bemessungsstrom und auch einen geringfügigen Überlaststrom zuverlässig schalten zu können . Der Leistungsschalter kann darüber hinaus auch bei einer Störung im Bereich einer elektrischen Energieversorgung oder daran angeschlossen einer elektrischen Anlage einen sehr großen Überlaststrom und sogar einen Kurzschlussstrom schalten, einen solchen Strom für eine vorgegebene Zeit halten und sicher ausschalten, ohne einen relevanten Schaden zu erleiden, der die weitere bestimmungsgemäße Nutzung des Leistungsschalters ausschließt . Leistungsschalter sind üblicherweise für große Schaltkreise bei einer geringen Schalthäufigkeit konstruiert . Ein Leistungsschalter kann zum Beispiel einpolig oder auch dreipolig ausgebildet sein, abhängig von der j eweiligen Anwendung und der Konstruktion des Energieversorgungnetzes . Gattungsgemäße Leistungsschalter sind unter anderem auch durch die Normung erfasst , zum Beispiel durch eine Normreihe IEC 62271 .

Besonders im Bereich der Höchstspannung werden Leistungsschalter eingesetzt , die einen geschlossenen Behälter aufweisen, an dem zumindest zwei voneinander beabstandet angeordnete Durchführungen für einen j eweiligen Hochspannungsanschluss angeordnet sind . Über die Durchführung ist es möglich, eine j eweilige Hochspannungsleitung an den Hochspannungsleistungsschalter anzuschließen und einen Stromfluss zwischen den angeschlossenen Hochspannungsleitungen mittels des Hochspannungsleistungsschalters abhängig von einem j eweiligen Schalt zustand des Hochspannungsleistungsschalters zu steuern .

Der Behälter ist häufig aus einem elektrisch leitfähigen Werkstof f , wie Metall , insbesondere Stahl oder dergleichen, gebildet und stellt einen Hohlraum bereit , in der die Hochspannungsleitung angeordnet ist , die mit den wenigstens zwei Durchführungen elektrisch verbunden ist . Die Hochspannungsschalteinheit stellt die eigentliche

Schalt funktion des Hochspannungsleistungsschalters bereit und weist hierzu häufig wenigstens zwei elektrische Schaltkontakte auf , die abhängig vom Schalt zustand des Hochspannungsleistungsschalters in einem eingeschalteten Schalt zustand mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sind, sodass eine elektrische Verbindung zwischen den Durchführungen hergestellt ist und in einem zweiten

Schalt zustand, dem ausgeschalteten Schalt zustand, mechanisch und elektrisch voneinander getrennt sind, um einen Stromfluss zu unterbinden .

Im Stand der Technik ist es üblich, die Hochspannungsschalteinheit mit einem I soliergas , und zwar SFe zu beaufschlagen, um eine I solations festigkeit , insbesondere während der Aus führung eines Schaltvorgangs , das heißt einem Wechsel zwischen dem eingeschalteten und dem ausgeschalteten Zustand zu bewirken .

Außerhalb des Behälters bzw . eines Gehäuses weist der Hochspannungsleistungsschalter eine Antriebseinheit zum mechanischen Betätigen der Hochspannungsschalteinheit auf . Die Antriebseinheit ist mechanisch über einen Koppelmechanismus mit der Hochspannungsschalteinheit verbunden, sodass eine Schaltbetätigung der Antriebseinheit auf die Hochspannungsschalteinheit übertragen werden kann, um einen der wenigstens zwei Schalt zustande der Hochspannungsschalteinheit zu erreichen .

Ferner weist der Hochspannungsleistungsschalter bevorzugt eine Halteeinheit auf , die mit dem Behälter mechanisch verbunden ist und die mit einer hori zontalen Auflage , beispielsweise einem Fundament oder dergleichen, verbindbar ist , um den Behälter orts fest anzuordnen beziehungsweise auf zustellen . In der Regel ist die Halteeinheit behälterseitig gegenüberliegend zu den Durchführungen angeordnet . Das bedeutet , dass die Durchführungen regelmäßig vertikal oberhalb der Halteeinheit angeordnet sind, wenn der Hochspannungsleistungsschalter für einen bestimmungsgemäßen Betrieb ordnungsgemäß auf gestellt ist .

Bei einem Einschalten eines Hochspannungsleistungsschalters , welcher eine Vakuumschaltröhre als Unterbrechereinheit aufweist , ist eine Einschaltgeschwindigkeit , welche nicht zu klein ist wünschenswert , damit ein Lichtbogen eines Vorüberschlags in der Vakuumschaltröhre nicht zu lange brennt .

Bei bisherigen Hochspannungsleistungsschaltern kommen Federspeicherantriebe zum Einsatz , bei welchen eine Einschaltfeder so ausgelegt wird, dass sie in der Lage ist , sowohl die Ausschaltfeder als auch die Kontaktandrückfeder zu spannen . Damit ergibt sich eine Einschaltgeschwindigkeit , welche durch ein Schwungrad auf einer Spannwelle reduziert werden kann . Bei der Verwendung eines Schwungrads führt vor allem die Erhöhung des Massenträgheitsmoments der Spannwelle zu einer Reduzierung der Geschwindigkeit über den ganzen Einschaltvorgang des Hochspannungsleistungsschalters .

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Hochspannungsleistungsschalter zu schaf fen, der ein verbessertes Einschaltverhalten aufweist und dabei eine verbesserte Lebensdauer aufweist . Diese Aufgabe wird durch einen

Hochspannungs lei stungs schal ter, eine Hochspannungsleistungsschaltanlage sowie ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst . Sinnvolle Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen .

Ein Aspekt der Erfindung betri f ft einen Hochspannungs lei stungs schal ter mit

- zumindest zwei voneinander beabstandet angeordneten Hochspannungsanschlüssen, und

- einer mit den zwei Hochspannungsanschlüssen elektrisch verbundenen Vakuumschaltröhre , welche ausgebildet ist , abhängig von einer mechanischen Schaltbetätigung einer Antriebseinheit eine elektrische Verbindung zwischen den zwei Hochspannungsanschlüssen herzustellen, wozu die Vakuumschaltröhre einen in einem Röhrengehäuse der Vakuumschaltröhre bewegbare angeordneten Schaltkontakt aufweist , aufweisend :

- eine Einschaltfeder, die mit der Antriebeinheit und dem Schaltkontakt mechanisch gekoppelt ist , und ausgebildet ist , die mechanische Schaltbetätigung der Antriebseinheit auf den Schaltkontakt zu übertragen,

- eine Kontaktandruckfeder, welche mit der Einschaltfeder mechanisch gekoppelt ist , und ausgebildet ist , einen Einschalt zustand des Schaltkontakt , welcher von dem Schaltkontakt nach einer Übertragung der Schaltbetätigung auf den Schaltkontakt eingenommen wird, auf recht zuhalten,

- einen Federspeicher, welcher mit der Antriebseinheit mechanisch gekoppelt ist , und ausgebildet ist , unmittelbar bevor der Einschalt zustand des Schaltkontakts eingenommen wird, durch die Antriebseinheit zumindest teilweise gespannt zu werden, wodurch eine Spannenergie speicherbar ist , wobei

- der Federspeicher ausgebildet ist , wenn der Schaltkontakt den Einschalt zustand eingenommen hat , die gespeicherte Spannenergie zumindest teilweise an die Kontaktandruckfeder zu übertragen, um das Aufrechterhalten des Einschalt zustands durch die Kontaktandruckfeder zu unterstützen .

Mit der vorliegenden Erfindung kann ein verbesserter Hochspannungsleistungsschalter bereitgestellt werden, welcher vor allem ein verbessertes Einschaltverhalten aufweist . Für das Einschalten des Hochspannungsleistungsschalters weist der erfindungsgemäße Hochspannungsleistungsschalter eine schnelle beziehungsweise ef fi ziente Einschaltgeschwindigkeit auf . Mit dem Federspeicher, also einem mechanischen Speicherelement , kann kurz bevor ein galvanischer Kontakt des Schaltkontakts vorliegt , Energie von dem Einschaltvorgang betref fend den Schaltkontakt aufgenommen beziehungsweise abgezweigt werden, sodass ein Betätigen des Schaltkontakts zumindest teilweise verlangsamt beziehungsweise abgebremst werden kann .

Mit dem erfindungsgemäßen Hochspannungsleistungsschalter kann zunächst ein ef fi zienter Einschaltvorgang und somit ein Betätigen des Schaltkontakts vorgenommen werden und kurz bevor beziehungsweise unmittelbar, bevor eine galvanische Kontaktierung des Schaltkontakts vorliegt , wird dieser Vorgang dadurch abgebremst , indem zumindest teilweise Energie betref fend die mechanische Schaltbetätigung in dem Federspeicher, also einem Zwischenspeicher, zwischengespeichert wird . Somit wird vor allem der Vorgang der galvanischen Kontaktierung, also bei einem Kontaktieren des Schaltkontakts mit einem Gegenkontakt , verlangsamt , sodass der Schaltkontakt mechanisch nicht zu stark beansprucht wird . Durch die Zwischenspeicherung von Energie in dem Federspeicher, insbesondere als Spannenergie , kann das direkte Berühren des Schaltkontakts mit dem Gegenkontakt zumindest derart verlangsamt beziehungsweise gebremst werden, dass der Schaltkontakt mit dem Gegenkontakt nicht zu stark aneinanderstoßen . Dadurch kann verhindert werden, dass es zu Beschädigungen des Schaltkontakts oder des Gegenschaltkontakts kommen kann . Ebenso kann die Vakuumschaltröhre an sich langlebig ausgestaltet werden, denn durch einen zu schnellen Aufprall des Schaltkontakts können entsprechende Partikel sich ablösen und wiederum in den luftfreien Raum sich verteilen, sodass hier das vorherrschende Vakuum beeinträchtigt werden kann .

Mit dem erfindungsgemäßen Hochspannungsschalter kann die Geschwindigkeit beim Auftreten der Kontakte beziehungsweise Schaltkontakte innerhalb der Vakuumschaltröhre verlangsamt werden, um eine Beschädigung der Schaltkontakte oder ein Loslösen von Partikeln der Schaltkontakte zu verhindern . Mit dem Hochspannungsleistungsschalter kann eine Einschaltkennlinie erreicht werden, bei der kurz vor dem Auftref fen des bewegten Kontakts auf den Festkontakt die Geschwindigkeit stark reduziert wird . Nach dem Herstellen des Kontakts kann eine Kontaktandruckfeder gespannt werden, was wiederum möglichst schnell erfolgen kann .

Somit kann mithil fe des vorgeschlagenen Hochspannungsleistungsschalters ein ef fi zienter Einschaltvorgang mit einer schnellen Einschaltgeschwindigkeit vorgenommen werden und gleichzeitig wiederum die galvanische Kontaktierung des Schaltkontakts zum Herstellen der elektrischen Verbindung derart verlangsamt beziehungsweise abgebremst werden, sodass die mechanische Beanspruchung des Schaltkontakts minimiert beziehungsweise reduziert werden kann .

Ein weiterer Vorteil in der Reduzierung der Bewegungsgeschwindigkeit des Schaltkontakts und der damit verbundenen Energiespeicherung in dem Federspeicher ist der, dass diese gespeicherte Energie wiederverwendet werden kann, sodass hier eine Energierückgewinnung vorgenommen werden kann . Mit der abgezweigten beziehungsweise abgeführten Teilenergie betref fend das Kontaktieren des Schaltkontakts kann anschließend die Kontaktandruckfeder weiter gespannt beziehungsweise beim Spannen unterstützt werden . Somit kann durch die Maßnahme betref fend die Verlangsamung des galvanischen Kontaktierens neben der reduzierten mechanischen Beanspruchung des Schaltkontakts des Weiteren für das Aufrechterhalten beziehungsweise das Beibehalten des eingeschalteten Zustands des Schaltkontakts die zuvor abgezweigte Energie , welche in dem Federspeicher zwischengespeichert wurde , wiederum dazu vorteilhafterweise verwendet werden, um diese gespeicherte Energie wiederum der Kontaktandruckfeder bereitzustellen .

Durch diese genannten Vorteile , welche insbesondere Synergieef fekte mit sich bringen, kann ein ef fi zienterer und langlebiger Hochspannungsleistungsschalter geschaf fen werden . Dieser kann entsprechend eine höhere Lebensdauer und eine langlebigere Funktions fähigkeit aufweisen .

Beispielsweise kann es sich bei der Einschaltfeder, der Kontaktandruckfeder und dem Federspeicher um metallisches technisches Bauteil handeln, welches sich im praktischen Gebrauch ausreichend elastisch verformen lässt . Ein mögliches Beispiel als solche mechanische Feder ist beispielsweise die Schraubenfeder .

Bei der Federspeicher handelt es sich um einen mechanischen Energiespeicher, der eine Feder, wie zum Beispiel eine Schraubenfeder, Torsions feder oder Spiral feder, verwendet , um Spannenergie zu speichern und wiederum anschließend abgeben zu können . Mithil fe der, insbesondere mechanischen, Einschaltfeder kann vor allem das Einschalten der Vakuumschaltröhre und insbesondere des Schaltkontakts erfolgen . Somit dient die Einschaltfeder, welcher mittels der Antriebseinheit antreibbar und somit spannbar ist , zum Herstellen des Einschalt zustands beziehungsweise des eingeschalteten Zustands des Schaltkontakts und somit der Vakuumschaltröhre . Der nach der Betätigung des Schaltkontakts vorherrschende eingeschaltene Zustand kann anschließend dauerhaft beibehalten werden, bis wiederum ein Ausschaltvorgang vorgenommen wird . Um diesen eingeschalteten Zustand des Schaltkontakts und somit der Vakuumschaltröhre beibehalten beziehungsweise aufrechterhalten zu können, ist die Kontaktandruckfeder vorgesehen . Wie bereits erwähnt , kann die in dem Federspeicher gespeicherte Spannenergie dazu verwendet werden, um die Kontaktandruckfeder spannen zu können beziehungsweise weiter nachspannen zu können, um den Einschalt zustand aufrechterhalten zu können .

Die Antriebseinheit kann als mechanische Antriebseinheit ausgebildet sein, welche insbesondere eine Antriebswelle aufweisen kann .

In einem Aus führungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Hochspannungsleistungsschalter eine Schaltstange aufweist , die mit einem ersten axialen Ende durch eine Schaltöf fnung des Röhrengehäuses in dieses hineinragt und mit dem bewegbaren Schaltkontakt mechanisch gekoppelt ist und die mit einem dem ersten Ende axial gegenüberliegenden zweiten Ende mit der Kontaktandruckfeder mechanisch gekoppelt ist . Die Schaltstange kann dazu verwendet werden, um den Schaltkontakt zu bewegen und insbesondere dadurch einen entsprechenden Schalt zustand des Schaltkontakts einzunehmen .

Die Schaltstange kann beispielsweise aus einem starren Werkstof f ausgebildet sein . Hierzu kann die Schaltstange zumindest teilweise Stahl als Werkstof f aufweisen . Vorzugsweise ist die erste Schaltstange axial bewegbar angeordnet . Sie kann aber auch zumindest teilweise drehbar angeordnet sein . Somit kann wiederum eine Energieübertragung beziehungsweise Kraftübertragung auf den ersten bewegbaren Schaltkontakt durchgeführt werden .

Beispielsweise kann es sich bei der Schaltstange um ein Koppelgestänge inklusive Umlenkgetriebe handeln .

In einem Aus führungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Hochspannungsleistungsschalter eine Ausschaltfeder aufweist , mit welcher der Schaltkontakt von dem Einschalt zustand in einen Ausschalt zustand versetzt werden kann, und wobei die Ausschaltfeder beim Übertragen der Schaltbetätigung auf den Schaltkontakt durch die Einschaltfeder spannbar ist . Insbesondere kann die Ausschaltfeder und die Einschaltfeder mechanisch miteinander gekoppelt sein, sodass bei einer Schaltbetätigung, insbesondere der Antriebseinheit , die Einschaltfeder betätigt wird und die Ausschaltfeder entsprechend gespannt werden kann . Für einen Ausschaltvorgang und somit für ein Öf fnen des Schaltkontakts kann die somit bereits gespannte Ausschaltfeder betätigt werden, um wiederum den Schaltkontakt öf fnen zu können .

In einem Aus führungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Ausschaltfeder mit einer Schaltwelle der Antriebseinheit mechanisch gekoppelt ist , wobei die Schaltwelle ausgebildet ist , eine Betätigung der Einschaltfeder zum Spannen der Ausschaltfeder an die Ausschaltfeder zu übertragen . Über diese Schaltwelle der Antriebseinheit kann zumindest die aus einer Betätigung der Einschaltfeder resultierende Schaltbewegung beziehungsweise Schaltbetätigung auf die Ausschaltfeder, insbesondere mechanisch, übertragen werden, sodass die Ausschaltfeder entsprechend gespannt werden kann . Mittels der gespannten Ausschaltfeder kann j e nach Bedarf ein Ausschaltvorgang betref fend die Vakuumschaltröhre und somit des Schaltkontakts durchgeführt werden .

Bei der Schaltwelle handelt es sich insbesondere um ein mechanisches Bauteil der Antriebseinheit , um mechanische Bewegungen und somit Energie übertragen zu können .

In einem Aus führungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Einschaltfeder mit einer Spannwelle der Antriebseinheit mechanisch gekoppelt ist , wobei die Spannwelle ausgebildet ist , die Einschaltfeder zu spannen . Über die Spannwelle , bei welcher es sich um ein mechanisches Bauteil der Antriebseinheit handeln kann, kann zum einen die Einschaltfeder gespannt werden . Für die Übertragung der Schaltbetätigung zum Schaltkontakt kann bei einer Betätigung beziehungsweise Auslösung der Einschaltfeder eine Übertragung der Energie der Einschaltfeder über die Spannwelle hin zum Schaltkontakt . Beispielsweise können die Spannwelle und die Schaltwelle mechanisch miteinander gekoppelt sein .

In einem Aus führungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Spannwelle zumindest eine Nocke aufweist , wobei der Federspeicher über ein Hebelelement mit der Nocke mechanisch gekoppelt ist . Bei dem Nocken kann es sich um einen gerundeten Vorsprung der, insbesondere stabförmigen, Spannwelle handeln . Mit anderen Worten ausgedrückt kann es sich bei der Spannwelle um eine Nockenwelle handeln . Die Spannwelle kann sich um ihre eigene Achse drehen . Durch den oder die auf der Spannwelle angebrachte Nocke beziehungsweise Nocken kann diese Drehbewegung in eine Längsbewegung umgewandelt werden . Der Federspeicher, welcher mechanisch gekoppelt ist , kann durch die Bewegung der Spannwelle und insbesondere des Nockens betätigt werden, sodass Energie in dem Federspeicher gespeichert werden kann .

Bei dem Hebelelement kann es sich beispielsweise um eine Stange , einen Hebel oder um ein Gestänge handeln . Mithil fe des Hebelmittels , bei welchem es sich um ein mechanisches Element handeln kann, kann eine entsprechende Bewegungsenergie beziehungsweise eine Betätigungsenergie von der Nocke beziehungsweise der Spannwelle an den Federspeicher übertragen werden .

In einem Aus führungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Federspeicher derart mit der Nocke gekoppelt ist , dass unmittelbar, bevor der Einschalt zustand des Schaltkontakts erreicht ist , eine Feder des Federspeichers spannbar ist . Vor allem kann, bevor der galvanische Kontakt des Schaltkontakts erreicht wird, durch die Bewegung des Nockens auf der Spannwelle die Feder des Federspeichers gespannt werden, um bezüglich des einen Betätigungsvorgangs des Schaltkontakts Energie abzweigen und in den Federspeicher Zwischenspeichern zu können . Dadurch kann dafür gesorgt werden, dass das galvanische Kontaktieren des Schaltkontakts mit einem anderen elektrischen Kontakt nicht zu schnell stattfindet und somit eine mechanische Überbelastung beziehungsweise Beschädigung des Schaltkontakts verhindert werden kann .

In einem Aus führungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Federspeicher derart mit der Nocke mechanisch gekoppelt ist , dass , wenn der Schaltkontakt den Einschalt zustand eingenommen hat , die gespannte Feder des Federspeichers betätigbar ist , wodurch die Spannwelle über den Nocken antreibbar ist , um die Andrückfeder zu spannen . Somit kann zunächst bei der Betätigung des Schaltkontakts zum Herstellen des Einschalt zustandes die Nocke und somit die Spannwelle so betrieben beziehungsweise betätigt werden, dass die Feder des Federspeichers gespannt werden kann und anschließend für das Aufrechterhalten des Einschalt zustands wiederum die gespeicherte Energie in der Feder des Federspeichers über die zur Betätigung der Nocke und somit der Spannwelle verwendet wird, um wiederum die Kontaktandruckfeder spannen zu können . Somit kann hier wiederum eine Unterstützung des Aufrechterhaltens beziehungsweise Beibehaltens des eingeschaltenen Zustands des Schaltkontakts mittels Energierückgewinnung erfolgen .

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betri f ft eine Hochspannungsleistungsschaltanlage mit zumindest einem Hochspannungsleistungsschalter nach dem vorherigen Aspekt oder einer vorteilhaften Weiterbildung . Hierbei kann die Hochspannungsleistungsschaltanlage beziehungsweise eine Schaltanlage mehrere der eingangs genannten Hochspannungs lei stungs schal ter aufweisen .

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betri f ft ein Verfahren zum Betreiben eines Hochspannungsleistungsschalter, welcher zumindest zwei voneinander beabstandet angeordnete Hochspannungsanschlüsse aufweist , und der Hochspannungsleistungsschalter eine mit den zwei Hochspannungsanschlüssen elektrisch verbundenen Vakuumschaltröhre aufweist , welche ausgebildet ist , abhängig von einer mechanischen Schaltbetätigung einer Antriebseinheit eine elektrische Verbindung zwischen den zwei Hochspannungsanschlüssen herzustellen, wozu die Vakuumschaltröhre einen in einem Röhrengehäuse der Vakuumschaltröhre bewegbare angeordneten Schaltkontakt aufweist , wobei

- mit der Antriebseinheit eine Einschaltfeder, welche mit dem Schaltkontakt mechanisch gekoppelt ist , betätigt wird, wodurch die mechanische Schaltbetätigung der Antriebseinheit auf den Schaltkontakt übertragen wird,

- mit der Einschaltfeder eine Kontaktandruckfeder abhängig von der mechanischen Schaltbetätigung gespannt wird,

- mit der Kontaktandruckfeder ein Einschalt zustand des Schaltkontakt , welcher von dem Schaltkontakt nach einer Übertragung der Schaltbetätigung auf den Schaltkontakt eingenommen wird, aufrechtgehalten wird,

- unmittelbar bevor der Einschalt zustand des Schaltkontakts eingenommen wird ein Federspeicher zumindest teilweise gespannt wird, wodurch eine Spannenergie in dem Federspeicher gespeichert wird, und

- der Federspeicher die gespeicherte Spannenergie zumindest teilweise an die Kontaktandruckfeder überträgt wenn der Schaltkontakt den Einschalt zustand eingenommen hat , wodurch die Kontaktandruckfeder beim Aufrechterhalten des Einschalt zustands des Schaltkontakts unterstützt wird .

Mit dem vorgeschlagenen Verfahren kann ein Hochspannungsleistungsschalter ef fi zienter betrieben werden . Insbesondere ermöglicht das vorgeschlagene Verfahren ein schnelles Einschalten des Hochspannungsleistungsschalters mit einer entsprechenden Einschaltgeschwindigkeit . Kurz , bevor eine galvanische Kontaktierung des Schaltkontakts erfolgt , kann ein Teil der Energie betref fend die mechanische Schaltbetätigung abgezweigt beziehungsweise zwischengespeichert werden, um dies wiederum später für das Spannen der Kontaktandruckfeder verwenden zu können . Somit kann zum einen kurz vor der galvanischen Kontaktierung des Schaltkontakts die Bewegung beziehungsweise Bewegungsgeschwindigkeit des Schaltkontakts verringert werden, um die mechanische Beanspruchung des Schaltkontakts beim Berühren des Gegenkontakts zu reduzieren . Diese abgezweigte Energie , welche mit dem Federspeicher zwischengespeichert wird, kann wiederum vorteilhafterweise später dazu verwendet werden, um die Kontaktandruckfeder zu spannen und insbesondere dahingehend zu unterstützen, um den eingeschalteten Zustand beibehalten zu können . Somit erfolgt hier eine Energierückgewinnung .

Insbesondere kann das vorgeschlagene Verfahren mit einem Hochspannungsleistungsschalter nach dem vorherigen Aspekt oder einer vorteilhaften Weiterbildung davon ausgeführt werden . Somit kann der eingangs genannte Hochspannungsleistungsschalter mit dem soeben genannten Verfahren vorteilhaft betrieben werden .

In einem Aus führungsbeispiel des weiteren Aspekts ist vorgesehen, dass eine Ausschaltfeder, mit welcher der Schaltkontakt von dem Einschalt zustand in den Ausschalt zustand versetzt werden kann, abhängig von der betätigten Einschaltfeder gespannt wird . Neben dem Einschalten der Vakuumschaltröhre mittels der Betätigung des Schaltkontakts kann mit der Einschaltfeder, insbesondere zeitgleich, die Ausschaltfeder gespannt werden . Somit kann hier in einem Vorgang das Einschalten vorgenommen werden und gleichzeitig schon ein nachfolgendes mögliches Ausschalten vorbereitet werden .

In einem Aus führungsbeispiel ist vorgesehen, dass abhängig von der betätigten Einschaltfeder die Ausschaltfeder und die Kontaktandruckfeder gleichzeitig gespannt werden . Somit erfolgt bei einem Betätigungs- beziehungsweise Schaltvorgang der Vakuumschaltröhre und somit des Hochspannungsleistungsschalters in einem Arbeitsvorgang das Spannen der Ausschaltfeder und der Kontaktandruckfeder zeitgleich beziehungsweise gleichzeitig . Somit kann nach dem Erreichen des eingeschalteten Zustands des Schaltkontakts mittels der Kontaktandruckfeder, welche mittels des Federspeichers unterstützt werden kann, der eingeschaltete Zustand beibehalten beziehungsweise aufrechterhalten werden . Dies kann solange erfolgen, bis wiederum ein Ausschaltvorgang vorgenommen wird . Hierzu kann die bereits gespannte Ausschaltfeder verwendet werden .

In einem weiteren Aus führungsbeispiel des weiteren Aspekts ist vorgesehen, dass durch das zumindest teilweise Spannen der Federspeicher unmittelbar, bevor der Einschalt zustand des Schaltkontakts eingenommen wird, eine Bewegung des Schaltkontakts in Richtung eines mit dem Schaltkontakt gegenüberliegenden unbeweglichen Schaltkontakts teilweise abgebremst wird . Beim Betätigen des Schaltkontakts wird der Schaltkontakt in Richtung des gegenüberliegenden elektrischen Kontakts als Gegenstück bewegt , um eine galvanische Kontaktierung und somit eine elektrische Verbindung herzustellen . Um dieses Aneinanderbringen der beiden Kontakte nicht zu schnell stattfinden zu lassen und vor allem ein unnötiges schnelles Zusammenstößen der beiden Kontakte zu verhindern, wird durch das Speichern beziehungsweise durch das Spannen der Federspeicher eine gewisse Energie bei diesem Kontaktieren abgezweigt beziehungsweise entnommen, sodass eine Verlangsamung und somit ein Abbremsen erfolgt und der Schaltkontakt nicht zu schnell an den gegenüberliegenden Schaltkontakt stößt . Hierbei kann verhindert werden, dass der Schaltkontakt oder sonstige beteiligte Komponenten mechanisch zu stark belastet werden und es zu keinen Beschädigungen des Schaltkontakts kommt .

Insbesondere können Aus führungsbeispiele eines Aspekts als vorteilhafte Aus führungsbeispiele aller anderen Aspekte und umgekehrt angesehen werden .

Für Anwendungs fälle oder Anwendungssituationen, die sich bei dem Verfahren ergeben können und die hier nicht expli zit beschrieben sind, kann vorgesehen sein, dass gemäß dem Verfahren eine Fehlermeldung und/oder eine Auf forderung zur Eingabe einer Nutzerrückmeldung ausgegeben und/oder eine Standardeinstellung und/oder ein vorbestimmter Initial zustand eingestellt wird .

Vorteilhafte Aus führungsbeispiele eines Aspekts sind als vorteilhafte Aus führungsbeispiele aller anderen Aspekte anzusehen . Dies gilt in umgekehrter Art und Weise ebenso .

Unabhängig vom grammatikalischen Geschlecht eines bestimmten Begri f fes sind Personen mit männlicher, weiblicher oder anderer Geschlechteridentität mit umfasst .

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Hochspannungsleistungsschaltanlage und des erfindungsgemäßen Verfahrens , die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Hochspannungsleistungsschalters beschrieben worden sind . Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Hochspannungsleistungsschaltanlage und des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben .

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Aus führungs formen .

Bei den im Folgenden erläuterten Aus führungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Aus führungsbeispiele der Erfindung . Bei den Aus führungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten j eweils einzelne , unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung j eweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind . Des Weiteren sind die beschriebenen Aus führungsbeispiele auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar .

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente j eweils mit denselben Bezugs zeichen versehen .

Hierzu zeigen die nachfolgenden Figuren in :

FIG 1 eine schematische Darstellung eines Hochspannungs lei stungs schalt er s , welcher beispielsweise in einer Hochspannungsleistungsschalanlage verwendet wird;

FIG 2 eine schematische Darstellung einer Vakuumschaltröhre des Hochspannungsleistungsschalters aus FIG 1 ;

FIG 3 eine schematische Darstellung eines Teilbereichs der Mechanik des Hochspannungsleistungsschalters aus FIG 1 , um eine mechanische Schaltbetätigung zum Schalten eines elektrischen Kontakts der Vakuumschaltröhre zu übertragen; und

FIG 4 eine weitere Detaildarstellung der Mechanik aus FIG 3 , wobei hier zur Energierückgewinnung zusätzlich ein Federspeicher vorgesehen ist .

Die Fig . 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Hochspannungsleistungsschalters 1 .

Beispielsweise kann dieser Hochspannungsleistungsschalter 1 und weitere entsprechende Hochspannungsleistungsschalter Bestandteil einer Hochspannungsleistungsschaltanlage 2 sein . Der Hochspannungsleistungsschalter 1 kann beispielsweise mehrere , insbesondere voneinander beabstandete , Hochspannungsanschlüsse 3 bis 6 aufweisen . Der Hochspannungsleistungsschalter 1 kann mehrere Schalteinheiten und/oder Unterbrechungseinheiten aufweisen, um eine elektrische Verbindung zwischen zumindest zwei der Hochspannungsanschlüsse 3 bis 6 zu schalten . Hierzu kann der Hochspannungsleistungsschalter 1 als Schalteinrichtungen beziehungsweise Schalteinheiten bezeichnet werden und kann vor allem Vakuumschaltröhren aufweisen .

In den nachfolgenden Figuren werden die Bestandteile , Funktionsweisen und Aus führungen betref fend die Funktion des Hochspannungsleistungsschalters 1 erläutert .

FIG 2 ist ein exemplarische und insbesondere beispielhafte Vakuumschaltröhre 7 als Unterbrechungseinheit des Hochspannungsleistungsschalter 1 dargestellt . Die Vakuumschaltröhre 7 kann mit zumindest zwei Hochspannungsanschlüssen 3- 6 elektrisch verbunden sein, um eine elektrische Verbindung herzustellen oder zu trennen .

Die Vakuumschaltröhre 7 kann so ausgestaltet sein, dass abhängig von einer mechanischen Schaltbetätigung 8 eine elektrische Verbindung zwischen zumindest zwei Hochspannungsanschlüssen 3- 6 hergestellt werden kann . Zu diesem Zwecke kann die Vakuumschaltröhre 7 einen in einem Röhrengehäuse 9 der Vakuumschaltröhre 7 bewegbar angeordneten Schaltkontakt 10 aufweisen . Im Röhrengehäuse 9 kann insbesondere ein Vakuum vorliegen . Der bewegliche , insbesondere elektrische , Schaltkontakt 10 kann derart bewegt werden, dass dieser einen galvanische Kontaktierung und somit eine galvanische Verbindung mit einem entsprechend gegenüberliegenden Gegenkontakt 11 herstellt oder wiederum trennt . Die mechanische Schaltbetätigung 8 , welche zum Schalten des Hochspannungsleistungsschalters 1 dient , kann durch eine Antriebseinheit 12 bereitgestellt beziehungsweise erzeugt werden .

Wenn beispielsweise durch die Schaltbetätigung 8 der bewegbare Schaltkontakt 10 galvanisch mit dem Gegenkontakt 11 kontaktiert ist kann zur Aufrechterhaltung beziehungsweise zur Beibehaltung dieses Schalt zustands (hier beispielsweise ein Einschalt zustand) eine Kontaktandruckfeder 13 vorgesehen sein . Mit dieser Kontaktandruckfeder kann insbesondere ein Einschalt zustand des Schaltkontakts 10 , welcher von dem Schaltkontakt 10 nach einer Übertragung der Schaltbetätigung 8 auf den Schaltkontakt 10 eingenommen wird, aufrechterhalten werden .

Des Weiteren kann der Hochspannungsleistungsschalter 1 eine Schaltstange 14 aufweisen, die mit einem ersten axialen Ende 15 durch eine Schaltöf fnung 16 des Röhrengehäuses 9 in dieses hineinragt und mit dem bewegbaren Schaltkontakt 10 mechanisch gekoppelt ist . Des Weiteren ist die Schaltstange 14 mit einem dem ersten Ende 15 axial gegenüberliegenden zweiten Ende 17 mit der Kontaktandruckfeder 13 mechanisch gekoppelt . Mittels dieser mechanischen Schaltstange kann somit eine Kraftübertragung durchgeführt werden .

In der FIG 3 ist schematisch ein Teilbereich eines Mechanismus des Hochspannungsleistungsschalters 1 hinsichtlich der Schaltbetätigung und insbesondere für das Ein- und/oder oder Ausschalten dargestellt .

Beispielsweise ist hier eine Einschaltfeder 18 , als mechanische Feder, dargestellt . Diese Einschaltfeder 18 kann beispielsweise mit der Antriebseinheit 12 und dem Schaltkontakt 10 mechanisch direkt oder indirekt gekoppelt sein . Die Einschaltfeder 18 kann dazu verwendet werden, die Vakuumschaltröhre 7 zu schalten . Hierbei kann mittels der Einschaltfeder 18 die mechanische Schaltbetätigung 8 auf den Schaltkontakt 10 übertragen werden . Die Einschaltfeder 18 kann beispielsweise in einem Grundzustand des Hochspannungsleistungsschalters gespannt werden, um insbesondere bei einem Einschaltvorgang eine gespannte Energie entsprechend abzugeben, um einen Einschaltvorgang entsprechend durchzuführen . Des Weiteren kann optional die Einschaltfeder 18 mit Kontaktandruckfeder 13 mechanisch gekoppelt sein . Die Einschaltfeder 18 kann mechanisch mit einer Spannwelle 19 , insbesondere der Antriebseinheit 12 , gekoppelt sein . Mithil fe der Spannwelle 19 beziehungsweise einer mechanischen Spanneinheit kann die Einschaltfeder 18 gespannt werden . Bei einem Einschaltvorgang kann wiederum die bereits gespannte Einschaltfeder 18 entspannt werden und beispielsweise über die Spannwelle 19 oder eine sonstige mechanische Kopplung eine mechanische Betätigung beziehungsweise eine Kraftübertragung an den Schaltkontakt 10 übertragen .

Um einen Einschalt zustand des Schaltkontakts 10 und somit der Vakuumschaltröhre 7 wieder beenden zu können, indem der Schaltkontakt 10 in einen Ausschalt zustand, also in einen ausgeschalteten Zustand, versetzt wird, kann eine Ausschaltfeder 20 vorgesehen sein . Die Ausschaltfeder 20 , bei welcher es sich um eine mechanische Feder beziehungsweise ein Federelement handeln kann, kann abhängig von der Einschaltfeder 18 gespannt werden . Bei einem Einschalten beziehungsweise bei einer Betätigung des Schaltkontakts 10 zum Herstellen einer elektrischen Verbindung, kann mittels der betätigten Einschaltfeder 18 , welche insbesondere wieder entspannt wird, die Ausschaltfeder 20 wiederum gespannt werden . Somit kann in einem Vorgang neben der Abgabe beziehungsweise Übertragung der Spannenergie der Einschaltfeder 18 der Schaltkontakt 10 eingeschaltet werden und gleichzeitig für ein späteres Ausschalten die Ausschaltfeder 20 gespannt werden .

Die Ausschaltfeder 20 kann beispielsweise mit einer Schaltwelle 21 , insbesondere der Antriebseinheit 12 , mechanisch gekoppelt sein . Die Schaltwelle 21 , also eine mechanische Welle , kann ausgebildet sein, eine Betätigung der Einschaltfeder 18 zum Spannen der Ausschaltfeder 20 an die Ausschaltfeder 20 zu übertragen . Hierzu kann beispielsweise die Spannwelle 19 über ein mechanisches Koppelelement 22 mit der Schaltwelle 21 mechanisch gekoppelt sein . Somit kann zum einen mit der betätigen Einschaltfeder 18 eine entsprechende Kraftübertragung vorgenommen werden, um die mechanische Schaltbetätigung 8 hin zum Schaltkontakt 10 übertragen zu können . Bei diesem mechanischen Prozess kann gleichzeitig die Ausschaltfeder 20 gespannt werden .

Des Weiteren kann abhängig von der betätigten Einschaltfeder

18 neben der Ausschaltfeder 20 ebenfalls die Kontaktandruckfeder 13 gespannt werden . Somit können in dem Einschaltvorgang auf Basis der Einschaltfeder 18 die Kontaktandruckfeder 13 , die Ausschaltfeder 20 und der Schaltkontakt 10 betätigt werden . Insbesondere kann die können die Ausschaltfeder und die Kontaktandruckfeder gleichzeitig beziehungsweise zeitgleich zumindest teilweise auf Basis der Einschaltfeder 18 gespannt werden . Die j eweilige Kraftübertragung beziehungsweise Übertragung einer Schaltbetätigung betref fend der Einschaltfeder 18 kann, beispielsweise durch eine Teilstange beziehungsweise ein Gestänge 18 zwischen der Einschaltfeder 18 und der Spannwelle

19 erfolgen . Bei dieser Teilstange 23 kann es sich um ein mechanisches Element handeln . Ebenfalls ist Ausschaltfeder 20 mit der Schaltwelle 21 ebenfalls mit einer Teilstange 24 beziehungsweise einem mechanischen Gestänge beziehungsweise mechanischen Verbindungselement verbunden, insbesondere zur Kraftübertragung beziehungsweise zur Bewegungsübertragung .

Die Schaltwelle 21 kann des Weiteren mittels einer Teilstange 25 wiederum die mechanische Schaltbetätigung 8 hin zum Schaltkontakt 10 übertragen .

Mit dem erfindungsgemäßen Hochspannungsleistungsschalters 1 kann ein Einschaltvorgang mit einer ef fi zienten Einschaltgeschwindigkeit , welche insbesondere nicht zu klein ist , durchgeführt werden . Damit kann ein Lichtbogen eines Vorüberschlags nicht zu lange brennen . Des Weiteren kann Hochspannungsleistungsschalters 1 der Fall ist . Insbesondere wird der Schaltkontakt 10 so an den Gegenkontakt 11 bewegt , dass eine Beschädigung oder eine mechanische Überanstrengung der Kontakte 10 , 11 verhindert werden kann . Insbesondere kann dadurch eine Beschädigung des Schaltkontakts 10 oder ein Loslösen von Partikeln verhindert werden . Erfindungsgemäß wird hierzu kurz vor dem Auftref fen des bewegten Kontakts 10 an dem Gegenkontakt 11 die entsprechende Geschwindigkeit beziehungsweise der Bewegungsablauf verringert beziehungsweise abgebremst . Um dies erreichen zu können, weist der Hochspannungsleistungsschalter 1 als zusätzliches Bauteil einen Federspeicher auf .

In der nachfolgenden FIG 4 wird das Prinzip des Federspeichers des Hochspannungsleistungsschalters 1 erläutert .

Der Federspeicher 26 , welcher insbesondere zum Speichern einer Spannenergie mittels einer Feder 27 ausgebildet ist , kann mit der Antriebseinheit 12 beispielsweise mechanisch gekoppelt sein . Insbesondere ist der Federspeicher 26 mit der Spannwelle 19 mechanisch gekoppelt .

Der Federspeicher 26 ist insbesondere so ausgebildet , dass unmittelbar bevor der Einschalt zustand des Schaltkontakts 10 eingenommen wird, Energie , insbesondere Spannenergie , gespeichert wird . Hierzu wird insbesondere von der mechanischen Schaltbetätigung 8 Energie teilweise abgeführt und mittels des Federspeichers 26 zwischengespeichert . Mit anderen Worten ausgedrückt wird kurz bevor die Kontakte 10 , 11 sich berühren von einem diesbezüglichen Betätigungsablauf beziehungsweise einem diesbezüglichen Kontaktierungsvorgang Energie abgezweigt , indem der Federspeicher 26 gespannt wird . Somit bewegen sich die Kontakte 10 , 11 verlangsamt aneinander, um eine mechanische Belastung beziehungsweise eine Beschädigung verhindern zu können . Die in dem Federspeicher 26 gespeicherte Energie , also eine Spannenergie , kann des Weiteren dazu verwendet werden, die Kontaktandruckfeder zumindest teilweise zu spannen . Somit erfolgt eine Energierückgewinnung, in dem die von dem Betätigen des Schaltkontakts abgezweigte beziehungsweise entnommene Teilenergie anschließend wiederum dazu verwendet wird, um die Kontaktandruckfeder 13 zu spannen beziehungsweise weiter zu spannen . Somit erfolgt zunächst eine Energiezwischenspeicherung um diese anschließend wiederum an die Kontaktandruckfeder 13 übertragen zu können . Mit anderen Worten ausgedrückt kann mit Hil fe des Federspeichers 26 zum einen die mechanische Belastung des Schaltkontakts 10 reduziert werden, da hier Energie aus dem Kontaktierungsvorgang entnommen wird und diese entnommene Energie wiederum dazu vorteilhaft verwendet wird, die Kontaktandruckfeder 13 zu spannen und somit für das Aufrechterhalten des eingeschalteten Zustands zu unterstützen .

Der Federspeicher 26 kann mittels eines Hebelelements 28 beziehungsweise eines Gestänges mit zumindest einem Nocken 29 der Spanwelle 19 mechanisch gekoppelt sein . Somit kann beispielsweise wenn die Spannwelle 19 mittels der Einschaltfeder 18 betätigt beziehungsweise bewegt wird und somit die Schaltbetätigung 8 auf den Schaltkontakt 10 übertragen wird, eine gewisse Energie zum Spannen der Feder 27 des Federspeichers 26 abgezweigt werden . Hierzu ist vor allem der Federspeicher 26 derart mit der Nocke 29 mechanisch gekoppelt , dass unmittelbar bevor der Einschalt zustand des Schaltkontakts 10 erreicht ist , die Feder 27 zumindest teilweise , gespannt werden kann . Speziell kann über eine erste Flanke 30 der Nocke 29 kurz vor dem Erreichen des Kontakts zwischen den Kontakten 10 , 11 die Feder 27 zumindest teilweise gespannt werden . Dadurch erfolgt ein Abbremsen, beziehungsweise ein Verlangsamen der Bewegung des Schaltkontakts 10 in Richtung des Gegenkontakts 11 . Nachdem beispielsweise die Nocke 29 einen maximalen Hub erreicht hat , also zum Zeitpunkt des galvanischen Kontakts zwischen den Kontakten 10 , 11 , treibt insbesondere die Feder 27 die Spannwelle 19 entsprechend wieder an, um die gespeicherte Energie in der Feder 27 wieder abzugeben und damit die Kontaktandruckfeder 13 zu spannen . Hierzu kann der Federspeicher 29 die gespeicherte Spannenergie über eine zweite Flanke 31 der Nocke 29 wieder in das System abgeben . Die Spannwelle 19 kann bei einer Übertragung über die erste Flanke 30 in der Bewegungsrichtung 32 betrieben werden . Hierbei kann die Nocke 29 eine Hubbewegung 33 , also nach oben, durchführen, um die Feder 27 zu spannen .

Insbesondere kann mit Hil fe des erfindungsgemäßen Hochspannungsleistungsschalters 1 Energie , die zum Abbremsen kurz vor dem Berühren der Kontakte 10 , 11 in der Feder 27 gespeichert wurde , danach wieder an das System abgegeben werden und zum Spannen der Kontaktandruckfeder 13 genutzt beziehungsweise verwendet werden . Dadurch kann im Vergleich bei der Verwendung eines Schwungrades , wie es im Stand der Technik verwendet wird, eine Reduzierung des Massenträgheitsmoments der Spannwelle 19 durchgeführt werden und somit der Einschaltvorgang schneller stattfinden .

Claims

Patentansprüche

1. Hochspannungsleistungsschalter (1) , mit

- zumindest zwei voneinander beabstandet angeordneten Hochspannungsanschlüssen (3 bis 6) , und

- einer mit den zwei Hochspannungsanschlüssen (3 bis 6) elektrisch verbundenen Vakuumschaltröhre (7) , welche ausgebildet ist, abhängig von einer mechanischen Schaltbetätigung (8) einer Antriebseinheit (12) eine elektrische Verbindung zwischen den zwei Hochspannungsanschlüssen (3 bis 6) herzustellen, wozu die Vakuumschaltröhre (7) einen in einem Röhrengehäuse (9) der Vakuumschaltröhre (7) bewegbar angeordneten Schaltkontakt

(10) aufweist, gekennzeichnet durch,

- eine Einschaltfeder (15) , die mit der Antriebeinheit (12) und dem Schaltkontakt (10) mechanisch gekoppelt ist, und ausgebildet ist, die mechanische Schaltbetätigung (8) der Antriebseinheit (12) auf den Schaltkontakt (10) zu übertragen,

- eine Kontaktandruckfeder (13) , welche mit der Einschaltfeder (18) mechanisch gekoppelt ist, und ausgebildet ist, einen Einschalt zustand des Schaltkontakt (10) , welcher von dem Schaltkontakt (10) nach einer Übertragung der Schaltbetätigung (8) auf den Schaltkontakt (10) eingenommen wird, auf recht zuhalten,

- einen Federspeicher (26) , welcher mit der Antriebseinheit (12) mechanisch gekoppelt ist, und ausgebildet ist, unmittelbar bevor der Einschalt zustand des Schaltkontakts (10) eingenommen wird, durch die Antriebseinheit (12) zumindest teilweise gespannt zu werden, wodurch eine Spannenergie speicherbar ist, wobei

- der Federspeicher (26) ausgebildet ist, wenn der Schaltkontakt (10) den Einschalt zustand eingenommen hat, die gespeicherte Spannenergie zumindest teilweise an die Kontaktandruckfeder (13) zu übertragen, um das Aufrechterhalten des Einschalt zustands durch die Kontaktandruckfeder (13) zu unterstützen.

2. Hochspannungsleistungsschalter (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch, eine Schaltstange (14) , die mit einem ersten axialen Ende (15) durch eine Schaltöffnung (16) des Röhrengehäuses (9) in dieses hineinragt und mit dem bewegbaren Schaltkontakt (10) mechanisch gekoppelt ist und die mit einem dem ersten Ende (15) axial gegenüberliegenden zweiten Ende (17) mit der Kontaktandruckfeder (10) mechanisch gekoppelt ist.

3. Hochspannungsleistungsschalter (1) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch, eine Ausschaltfeder (20) , mit welcher der Schaltkontakt (10) von dem Einschalt zustand in einen Ausschalt zustand versetzt werden kann, und wobei die Ausschaltfeder (20) beim Übertragen der Schaltbetätigung auf den Schaltkontakt (10) durch die Einschaltfeder (18) spannbar ist .

4. Hochspannungsleistungsschalter (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschaltfeder (20) mit einer Schaltwelle (21) der Antriebseinheit (12) mechanisch gekoppelt ist, wobei die Schaltwelle (21) ausgebildet ist, eine Bestätigung der Einschaltfeder (18) zum Spannen der Ausschaltfeder (20) an die Ausschaltfeder (20) zu übertragen.

5. Hochspannungsleistungsschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltfeder (18) mit einer Spannwelle (19) der Antriebseinheit (12) mechanisch gekoppelt ist, wobei die Spannwelle (19) ausgebildet ist, die Einschaltfeder (18) zu spannen .

6. Hochspannungsleistungsschalter (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannwelle (19) zumindest eine Nocke (29) aufweist, wobei der Federspeicher (26) über ein Hebelelement (28) mit der Nocke (29) mechanisch gekoppelt ist .

7. Hochspannungsleistungsschalter (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Federspeicher (26) derart mit der Nocke (29) mechanisch gekoppelt ist, dass unmittelbar bevor der Einschalt zustand des Schaltkontakts (10) erreicht ist, eine Feder (27) des Federspeichers (26) spannbar ist.

8. Hochspannungsleistungsschalter (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Federspeicher (26) derart mit der Nocke (29) mechanisch gekoppelt ist, dass wenn der Schaltkontakt (10) den Einschalt zustand eingenommen hat, die gespannte Feder (27) des Federspeichers (26) betätigbar ist, wodurch die Spannwelle (19) über die Nocke (29) antreibbar ist, um die Kontaktandruckfeder (13) zu spannen.

9. Hochspannungsleistungsschaltanlage (2) mit zumindest einem Hochspannungsleistungsschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

10. Verfahren zum Betreiben eines Hochspannungsleistungsschalter (1) , welcher zumindest zwei voneinander beabstandet angeordnete Hochspannungsanschlüsse (3 bis 6) aufweist, und der Hochspannungsleistungsschalter (1) eine mit den zwei Hochspannungsanschlüssen (3 bis 6) elektrisch verbundenen Vakuumschaltröhre (7) aufweist, welche ausgebildet ist, abhängig von einer mechanischen Schaltbetätigung (8) einer Antriebseinheit (12) eine elektrische Verbindung zwischen den zwei Hochspannungsanschlüssen (3 bis 6) herzustellen, wozu die Vakuumschaltröhre (7) einen in einem Röhrengehäuse (9) der Vakuumschaltröhre (7) bewegbaren angeordneten Schaltkontakt

(10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass

- mit der Antriebseinheit (12) eine Einschaltfeder (18) , welche mit dem Schaltkontakt (10) mechanisch gekoppelt ist, betätigt wird, wodurch die mechanische Schaltbetätigung (8) der Antriebseinheit (12) auf den Schaltkontakt (10) übertragen wird, - mit der Einschaltfeder (18) eine Kontaktandruckfeder (13) abhängig von der mechanischen Schaltbetätigung (8) gespannt wird,

- mit der Kontaktandruckfeder (13) ein Einschalt zustand des Schaltkontakt (10) , welcher von dem Schaltkontakt (10) nach einer Übertragung der Schaltbetätigung (8) auf den Schaltkontakt (10) eingenommen wird, aufrechtgehalten wird,

- unmittelbar bevor der Einschalt zustand des Schaltkontakts (10) eingenommen wird ein Federspeicher (26) zumindest teilweise gespannt wird, wodurch eine Spannenergie in dem Federspeicher (26) gespeichert wird, und

- der Federspeicher (26) ) die gespeicherte Spannenergie zumindest teilweise an die Kontaktandruckfeder (13) übertragt, wenn der Schaltkontakt (10) den Einschalt zustand eingenommen hat, wodurch die Kontaktandruckfeder (13) beim Aufrechterhalten des Einschalt zustands des Schaltkontakts

(10) unterstützt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausschaltfeder (20) , mit welcher der Schaltkontakt (10) von dem Einschalt zustand in einen Ausschalt zustand versetzt werden kann, abhängig von der bestätigten Einschaltfeder (18) gespannt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von der bestätigten Einschaltfeder (18) die Ausschaltfeder (20) und die Kontaktandruckfeder (13) gleichzeitig gespannt werden.

13. Verfahren nach einem der Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass durch das zumindest teilweise Spannen der Federspeicher (26) unmittelbar bevor der Einschalt zustand des Schaltkontakts (10) eingenommen wird, eine Bewegung des Schaltkontakts (10) in Richtung eines dem Schaltkontakt gegenüberliegenden unbeweglichen Gegenkontakts (11) teilweise abgebremst wird.