WO2010060790A1 - Vakuumschalter mit beidseitig fest verschienten anschlussklemmen - Google Patents

Vakuumschalter mit beidseitig fest verschienten anschlussklemmen Download PDF

Info

Publication number
WO2010060790A1
WO2010060790A1 PCT/EP2009/064906 EP2009064906W WO2010060790A1 WO 2010060790 A1 WO2010060790 A1 WO 2010060790A1 EP 2009064906 W EP2009064906 W EP 2009064906W WO 2010060790 A1 WO2010060790 A1 WO 2010060790A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
contact piece
contact
vacuum
vacuum switch
clamping
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/064906
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mathias Anheuer
Jörg DORN
Andreas Fartuschnja
Thomas KÜBEL
Peter Lell
Andreas Zenkner
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to US13/131,430 priority Critical patent/US8859927B2/en
Priority to ES09752343.5T priority patent/ES2601217T3/es
Priority to CN200980147387.0A priority patent/CN102227797B/zh
Priority to EP09752343.5A priority patent/EP2351060B1/de
Priority to KR1020117011884A priority patent/KR101660550B1/ko
Priority to BRPI0921994A priority patent/BRPI0921994B8/pt
Priority to RU2011126217/07A priority patent/RU2516337C2/ru
Publication of WO2010060790A1 publication Critical patent/WO2010060790A1/de

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66Vacuum switches
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66Vacuum switches
    • H01H33/6606Terminal arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/58Electric connections to or between contacts; Terminals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/58Electric connections to or between contacts; Terminals
    • H01H1/5833Electric connections to or between contacts; Terminals comprising an articulating, sliding or rolling contact between movable contact and terminal
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H39/004Closing switches
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H79/00Protective switches in which excess current causes the closing of contacts, e.g. for short-circuiting the apparatus to be protected

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

Um einen Vakuumschalter (1) mit einer Vakuumkammer (2), in der ein Vakuum herrscht und in der ein Schaltkontakt angeordnet ist, wobei der Schaltkontakt ein fest mit der Vakuumkammer (2) verbundenes Festkontaktstück, das in elektrischem Kontakt mit einer Festkontaktanschlussklemme (11) ist, und ein bezüglich des Festkontaktstückes beweglich geführtes Bewegkontaktstück aufweist, das in einer Trennstellung mit Abstand zum Festkontaktstück angeordnet ist und in einer Kontaktstellung das Festkontaktstück kontaktiert, einer Antriebseinheit (7) zum Erzeugen einer Antriebsbewegung, einer mit der Antriebseinheit (7) und dem Bewegkontaktstück verbundenen Schaltmechanik (4), die einen sich bis zum Bewegkontaktstück elektrisch leitenden Leiterabschnitt aufweist, und Verbindungsmitteln, die in der Kontaktstellung eine Bewegkontaktanschlussklemme (13) elektrisch mit dem Bewegkontaktstück verbinden, bereitzustellen, der kompakt und aufwandsarm ist und insbesondere bei hohen Einschaltgeschwindigkeiten einen sicheren Strompfad mit einer hohen Stromtragfähigkeit zwischen den Anschlussklemmen des Vakuumschalters bereitstellt, wird vorgeschlagen, dass die Verbindungsmittel einen Klemmkontakt (16,17) aufweisen, der über ein mit dem Leiterabschnitt der Schaltmechanik (4) verbundenes Einführklemmkontaktstück (16) und ein fest mit der Vakuumkammer (2) und elektrisch mit der Bewegkontaktanschlussklemme (13) verbundenes Gegenklemmkontaktstück (17) verfügt, die so zueinander angeordnet sind, dass das Einführklemmkontaktstück (16) infolge der Antriebsbewegung mit dem Gegenklemmkontaktstück (17) elektrisch leitend verklemmt wird.

Description

Beschreibung
Vakuumschalter mit beidseitig fest verschienten Anschlussklemmen
Die Erfindung betrifft einen Vakuumschalter mit einer Vakuumkammer, in der ein Vakuum herrscht und in der ein Schaltkontakt angeordnet ist, wobei der Schaltkontakt ein fest mit der Vakuumkammer verbundenes Festkontaktstück, das in elektri- schem Kontakt mit einer Festkontaktanschlussklemme ist, und ein bezüglich des Festkontaktstückes beweglich geführtes Bewegkontaktstück aufweist, das in einer Trennstellung mit Abstand zum Festkontaktstück angeordnet ist und in einer Kontaktstellung das Festkontaktstück kontaktiert, einer An- triebseinheit zum Erzeugen einer Antriebsbewegung, einer mit der Antriebseinheit und dem Bewegkontaktstück verbundenen Schaltmechanik, die einen sich bis zum Bewegkontaktstück hin erstreckenden elektrisch leitenden Leiterabschnitt aufweist, und Verbindungsmitteln, die in der Kontaktstellung eine Be- wegkontaktanschlussklemme elektrisch mit dem Bewegkontaktstück verbinden.
Ein solcher Vakuumschalter ist aus der Praxis bereits bekannt. Vakuumschalter kommen insbesondere in der Mittelspan- nung, also in einem Spannungsbereich zwischen IkV und 52kV, zur Anwendung. Auch in diesem Spannungsbereich treten insbesondere beim Schalten hoher Leistungen Lichtbögen auf, die beim Trennen der Schaltkontakte gezogen werden. Zur Löschung dieser Lichtbögen bei einem Stromnulldurchgang sind die Schaltkontakte in einer Vakuumkammer angeordnet, in der ein
Vakuum herrscht. Gemäß dem Stand der Technik ist in der Regel ein fest mit der Vakuumkammer verbundener Festkontakt sowie ein diesbezüglich beweglich geführter Bewegkontakt vorgesehen. Der Bewegkontakt kann sowohl als schwenkbares Schaltmes- ser aber auch als Hubkontakt ausgebildet sein, der dem Festkontakt in einer Längsrichtung gegenüberliegt und in dieser Längsrichtung beweglich geführt ist. Um die Bewegung des Bewegkontaktes in Längsrichtung und gleichzeitig eine vakuum- dichte Anbindung an die Vakuumkammer zu ermöglichen, ist ein Faltenbalg aus Metall vorgesehen, der einerseits mit der Vakuumkammer und andererseits mit dem Bewegkontaktstück verbunden ist. Die Antriebsbewegung des Vakuumschalters wird durch eine Antriebseinheit erzeugt, die beispielsweise als Feder- speicherantrieb oder als Magnetantrieb realisiert ist. Die von der Antriebseinheit erzeugte Antriebsbewegung wird über eine Schaltmechanik in das Bewegkontaktstück eingeleitet. Die Schaltmechanik umfasst die besagte Schaltstange, welche über einen leitenden Abschnitt verfügt, der sich zum Bewegkontakt- stück hin erstreckt. Zum elektrischen Verbinden dieses leitenden Abschnittes der Schaltstange mit einer Bewegkontaktan- schlussklemme sind Verbindungsmittel vorgesehen, die gemäß dem Stand der Technik als Gleitkontakt, Bandkontakt oder Rollenkontakt realisiert sind. In der Regel kommt ein Bandkon- takt zum Einsatz, der einen flexiblen elektrisch leitenden
Bandabschnitt aufweist, um eine Bewegung der Schaltstange zu ermöglichen. In der Kontaktstellung des Vakuumschalters fließt der Strom von der Festkontaktanschlussklemme über das Festkontaktstück, das Bewegkontaktstück, den elektrischen leitenden Abschnitt der Schaltstange und das flexible Verbindungsmittel zur Bewegkontaktanschlussklemme . Den flexiblen Verbindungsmitteln haftet jedoch der Nachteil an, dass diese gegenüber den restlichen Komponenten des Strompfades eine herabgesetzte Stromtragfähigkeit aufweisen, so dass es insbe- sondere bei hohen Kurzschlussströmen zu einem für viele Anwendungen nicht mehr tragbaren hohen Widerstand kommt. Bei hohen Schaltgeschwindigkeiten ist darüber hinaus eine aufwändige Verbindungstechnik für die flexiblen Verbindungsmittel erforderlich, da es beim schnellen Schalten zu hohen Rei- bungs- oder Biegungskräften kommt. Schließlich sind flexible Verbindungsmittel raumgreifend.
Aus dem Stand der Technik sind ferner konusförmige Kontakte bekannt. Konuskontakte werden gemäß dem Stand der Technik bei Schaltern mit zwei Kontaktanordnungen eingesetzt. Beim Einschalten des Schalters schließt beispielsweise der Konuskontakt zuerst, so dass der erwartete Lichtbogen am Konuskontakt entsteht. Die zweite Kontaktanordnung eilt der zuerst schlie- ßenden Kontaktanordnung nach, so dass diese ohne Lichtbogenbildung geschlossen werden kann. Aufgrund ihrer besseren Leitfähigkeit fließt der Strom, wenn beide Kontakte geschlossen sind, über die nacheilende zweite Kontaktanordnung. Eine Beschädigung der zweiten Kontaktanordnung in Folge des Licht- bogens ist jedoch vermieden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vakuumschalter der eingangs genannten Art bereitzustellen, der kompakt und aufwandsarm ist und insbesondere bei hohen Einschaltgeschwindig- keiten einen sicheren Strompfad mit einer hohen Stromtragfähigkeit zwischen den Anschlussklemmen des Vakuumschalters bereitstellt .
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Verbin- dungsmittel einen Klemmkontakt aufweisen, der über ein mit dem Leiterabschnitt der Schaltmechanik verbundenes Einführ- klemmkontaktstück und ein fest mit der Vakuumkammer und elektrisch mit der Bewegkontaktanschlussklemme verbundenes Gegenklemmkontaktstück verfügt, die so zueinander angeordnet sind, dass das Einführklemmkontaktstück infolge der Antriebsbewegung mit dem Gegenklemmkontaktstück elektrisch leitend verklemmt wird. Erfindungsgemäß ist ein Vakuumschalter bereitgestellt, der statt der üblichen Verbindungsmitteln einen Klemmkontakt aufweist. Aufgrund des Klemmkontaktes ist es möglich, einen Vakuumschalter mit ausschließlich fester Verschienung bereitzu- stellen. Die Schaltmechanik ist daher frei von einem flexiblen Leiterabschnitt, Roll- oder Schleifkontakten, die beim Schnellen schließen das Schaltkontaktes mechanische Probleme verursachen können. Erfindungsgemäß ist es daher möglich, den Vakuumschalter schnell zu schließen.
Darüber hinaus ist der Vakuumschalter auch kompakt und kann auch bei kleinen Einbauräumen ohne Probleme eingesetzt werden. Erfindungsgemäß verfügt der Klemmkontakt über zwei Kontaktstücke. Das Gegenklemmkontaktstück des Klemmkontaktes ist mechanisch fest mit der Bewegkontaktanschlussklemme verbunden und somit ortsfest angeordnet. Das zweite Kontaktstück des Klemmkontaktes, nämlich das Einführklemmkontaktstück, ist fest an der Schaltmechanik angebracht, wobei zwischen dem elektrisch leitenden Leiterabschnitt und dem Einführklemmkon- taktstück eine elektrische Verbindung bereitgestellt ist. Auf diese Weise ist das Bewegkontaktstück auch mit dem Einführklemmkontaktstück elektrisch verbunden. Spätestens in Folge des Einleitens der Schaltbewegung in die Schaltmechanik kommt es zur elektrischen Verbindung zwischen dem Einführklemmkon- taktstück und dem Gegenklemmkontaktstück und somit zu einer elektrischen Verbindung zwischen dem Bewegkontaktstück und der Bewegkontaktstückanschlussklemme . Flexible Verbindungsmittel sind erfindungsgemäß vermieden.
Vorteilhafterweise eilt der Klemmkontakt dem Schaltkontakt beim Schließen des Vakuumschalters zeitlich voraus. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung ist sichergestellt, dass kein Lichtbogen außerhalb der Vakuumkammer entsteht. Zweckmäßigerweise ist das Einführklemmkontaktstück so mit der Schaltmechanik verbunden, so dass beim Verklemmen der Kontaktstücke des Klemmkontaktes das Bewegkontaktstück abgebremst wird. Der Aufprall auf das Festkontaktstück ist daher gemäß dieser zweckmäßigen Weiterentwicklung der Erfindung we- niger heftig.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebseinheit ein pyrotechnisches Kraftelement, wobei ein Zündkreis zum Auslösen des pyrotechnischen Kraftelementes vorgesehen ist. Pyrotechnische Kraftelemente ermöglichen ein besonders schnelles Schließen des Vakuumschalters. Durch das Zünden des pyrotechnischen Kraftelementes werden darüber hinaus hohe Einschaltkräfte erzeugt mit einem heftigen Aufschlagen des Bewegkontaktstückes im Gefolge. Im Rahmen der Erfin- düng kann es auch zum Verkeilen des Schaltkontaktes in Folge der hohen Aufprallkräfte kommen. Der Vakuumschalter kann daher nur einmal geschaltet und muss anschließend ausgetauscht werden .
Gemäß einer diesbezüglich zweckmäßigen Weiterentwicklung weist der pyrotechnische Antrieb ein Verschiebeelement auf, das in Folge des Auslösens explosionsartig um eine Wegstrecke verschoben wird. Dabei ist die Schaltmechanik als sich in eine Längsrichtung erstreckende und mit dem Verschiebeelement verbundene Schaltstange realisiert, wobei das Verschiebeelement bis zum Auslösen des pyrotechnischen Antriebs zum Halten des Bewegkontaktsstückes in seiner Trennstellung eingerichtet ist. Gemäß dieser zweckmäßigen Weiterentwicklung ist der Schaltkontakt als so genannter Hubkontakt ausgestaltet. Mit anderen Worten ist der Bewegkontakt am Ende einer in die Vakuumkammer hinein ragenden Schaltstange gehalten. Dabei liegt das Bewegkontaktstück dem Festkontaktstück in der Längsrichtung gegenüber, in der sich auch die Schaltstange erstreckt. An dem vom Bewegkontaktstück abgewendeten Ende der Schalt- Stange ist der pyrotechnische Antrieb lokalisiert, wobei die Schaltstange mechanisch mit dem Verschiebeelement verbunden ist, das beispielsweise stiftförmig ausgebildet und fluchtend zur Schaltstange angeordnet ist. Der pyrotechnische Antrieb ist so ausgerichtet, dass bei einem Zünden des pyrotechni- schen Kraftelementes das Verschiebeelement in Längsrichtung auf den Festkontakt zu verschoben wird. Aufgrund der starren Verbindung zwischen Verschiebeelement und Bewegkontaktstück mittels der Schaltstange kommt es zu einer Verschiebung des Bewegkontaktstückes in Richtung des Festkontaktstückes. Dabei wird gleichzeitig das Einführklemmkontaktstück in das Gegen- klemmkontaktstück gepresst, wodurch der Strompfad zwischen den Anschlussklemmen des Vakuumschalters geschlossen wird. Vor dem Zünden des pyrotechnischen Kraftelementes stellt das Verschiebeelement eine Haltekraft bereit, die dem Schließen des Schaltkontaktes entgegensteht. Aufgrund des Druckunterschiedes im Inneren der Vakuumkammer und der Außenatmosphäre wirkt eine fortwährende Schließkraft, die das Bewegkontaktstück auf das Festkontaktstück treibt. Dem steht die Halte- kraft des Verschiebeelementes entgegen.
Gemäß einer diesbezüglich zweckmäßigen Weiterentwicklung sind Positionierungsmittel zum Einstellen der räumlichen Lage des Verschiebeelementes und somit des Abstandes des Bewegkontakt- Stückes bezüglich des Festkontaktstückes vorgesehen. Solche Positionierungsmittel sind beispielsweise einfache Positionierungsschrauben, mit denen die Lage der pyrotechnischen Antriebseinheit und somit des Verschiebeelementes in einem gemeinsamen Haltegerüst veränderbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Klemmkontakt ein Konuskontakt, der ein konusförmiges Einklemmkontaktstück sowie ein hierzu formkomplementäres Gegenklemmkontaktstück aufweist. Das Einklemmkontaktstück ist beispielsweise ein auf die zylinderförmige Schaltstange aufgesetzter Ring, der sich entgegen der Schaltbewegung in seinem Umfang fortwährend vergrößert, so dass im Querschnitt ein keilförmiges Einklemmkontaktstück bereitgestellt ist, durch dessen konzentrischen Hohlraum sich die Schaltstange erstreckt. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Einklemmkontaktstück lose auf der Schaltstange angeordnet, wobei sich beim Einschalten des Schalters ein Klemmsitz des Einklemmkontaktstückes auf der Schaltstange ergibt. Abweichend hiervon kann das Einführ- klemmkontaktstück jedoch auch fest mit der Schaltstange verbunden sein, beispielsweise durch Klebemittel, Verschweißen, Verschrauben oder Aufschrumpfen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung liegt das Ein- klemmkontaktstück bereits in der Trennstellung lose an dem Gegenklemmkontaktstück an. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Klemmkontakt den Schaltkontakt zeitlich auf jeden Fall vorauseilt.
Vorteilhafterweise ist das Festkontaktstück von einer eine
Wandung der Vakuumkammer durchgreifenden Kontaktstange gehalten, die außerhalb der Vakuumkammer zumindest mechanisch mit Haltemitteln zum Tragen des Vakuumschalters und zumindest elektrisch mit Kontaktmitteln verbunden ist, die galvanisch mit der Festkontaktanschlussklemme verbunden sind, wobei die Haltemitten den Kontaktmitteln aus Sicht des Festkontaktstückes nachgeschaltet sind. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung werden elektrische Wirbelströme vermieden, die ansonsten beobachtbar sind.
Die Erfindung betrifft auch ein Umrichterventil zum Umrichten eines elektrischen Stromes oder einer elektrischen Spannung mit einer Reihenschaltung von bipolaren Submodulen, wobei jedes Submodul wenigstens einen Energiespeicher und eine Leis- tungshalbleiterschaltung aufweist, mit der die an dem Energiespeicher abfallende Spannung oder eine Nullspannung an dem Anschluss des zugeordneten Submoduls erzeugbar ist, und wobei jedem Submodul Überbrückungsmittel zum Überbrücken des Submo- duls im Fehlerfall zugeordnet sind.
Solche Umrichterventile sind unter dem Begriff Multi-Level- Umrichter bereits bekannt geworden. Insbesondere sind solche Umrichterventile im Bereich der Energieübertragung und Ener- gieverteilung mit Erfolg anwendbar, so dass es einen ständig wachsenden Bedarf für solche Umrichterventile gibt. Im Fehlerfall eines der Submodule der Reihenschaltung ist es sinnvoll, das Submodul schnell zu überbrücken, so dass der Betrieb des Umrichterventils mit den restlichen Submodulen wei- ter fortgesetzt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher auch, ein solches Umrichterventil bereitzustellen, das sicher, zuverlässig und schnell überbrückt werden kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit Überbrückungsmitteln, die einen Vakuumschalter gemäß der vorgenannten Art umfassen.
Die Leistungshalbleiterschaltung zum Erzeugen einer Spannung an den Anschlussklemmen jedes Submoduls ist zweckmäßigerweise so eingerichtet, dass die an dem Energiespeicher abfallende Spannung invers ist. Mit anderen Worten ist durch die Leistungshalbleiterschaltung sowohl die an dem Energiespeicher, beispielsweise einem Kondensator, abfallende Spannung als auch die hierzu inverse Spannung erzeugbar. Voraussetzung hierfür ist, dass Energiespeicher und Leistungshalbleiterschalter eine so genannte Vollbrückenschaltung ausbilden, die auch als H-Brücke bezeichnet werden kann. Abweichend davon sind im Rahmen der Erfindung jedoch auch Halbbrückenschaltungen möglich.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin- düng sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figur der Zeichnung, wobei die
Figur ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Vakuumschalters in einer quergeschnitten Ansicht zeigt.
Die Figur zeigt in einer Querschnittsansicht ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Vakuumschalters 1. Der Vakuum- Schalter 1 weist einen in der Figur figürlich nicht dargestellten Schaltkontakt in einer Vakuumkammer 2 auf. Die Vakuumschaltkammer weist eine Keramikröhre auf, die sich zwischen den Kontakten erstreckt und als Isolator wirkt. In die Vakuumkammer 2 hinein ragt ein Festkontaktbolzen 3, der an seinem in der Vakuumkammer 2 angeordneten Ende das nicht sichtbare Festkontaktstück trägt. In Längsrichtung liegt dem Festkontaktstück das Bewegkontaktstück gegenüber, das von dem freien Ende einer Schaltstange 4 getragen ist, welche die Schaltmechanik des Vakuumschalters 1 ausbildet. An ihrem von dem Be- wegkontaktstück abweisenden Ende 5 ist die Schaltstange 6 fest mit einem Verschiebeelement 6 eines pyrotechnischen Antriebes 7 verbunden. Zum Halten des pyrotechnischen Antriebs 7 dient ein figürlich nicht dargestelltes Haltegerüst. Mit dem Bezugszeichen 8 ist die Auswertelektronik einer Steuer- einheit schematisch verdeutlicht. Zur mechanischen Verbindung der Polköpfe des Vakuumschalters dient eine Halteleiste 18, die sich zwischen den Polköpfen erstreckt und aus einem Isoliermaterial, beispielsweise aus einem durch Glasfasern verstärkten Kunststoff, besteht. Darüber hinaus ist die Vakuum- kammer 2 sowie der Festkontaktbolzen 3 über Haltemittel 9 ebenfalls ortsfest bezüglich des Traggerüstes 8 angeordnet. Kontaktmittel 10 sorgen weiterhin für eine elektrische Verbindung des Festkontaktbolzens 3 und somit des Festkontakt- Stückes mit einer Festkontaktanschlussklemme 11.
Die Schaltstange 4 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durchgehend leitend ausgebildet. Ein Klemmkontakt 12 dient zur elektrischen Verbindung der Schaltstange 4 und somit des figürlich nicht dargestellten Bewegkontaktstückes mit einer fest verschienten Bewegkontaktanschlussklemme 13. Zur längs beweglichen und gleichzeitig vakuumdichten Verbindung der Schaltstange 4 mit der Vakuumkammer 2 dient ein nur schematisch angedeuteter Metallfaltenbalg 14. Der Klemmkontakt 12 umfasst ein Einführklemmkontaktstück 16 sowie ein hierzu formkomplementäres Gegenklemmkontaktstück 17. Das Einführklemmkontaktstück 16 ist konusförmig ausgestattet, so dass es in der gezeigten Querschnittsansicht als Keil dargestellt ist .
Die figürlich dargestellte Vakuumkammer 2 dient zum Überbrücken eines Submoduls eines Umrichterventils, das über eine Reihenschaltung von gleichartig aufgebauten bipolaren Submo- dulen verfügt. Im Fehlerfall eines Submoduls kommt es zum Auftreten hoher Kurzschlussströme in dem Submodul mit Lichtbogenbildung im Gefolge. Zur Vermeidung eines solchen Lichtbogens und zum Aufrechterhalten des Betriebs des Stromrichterventils mit Hilfe der nicht beschädigten Submodule wird der Vakuumschalter 1 geschlossen. Hierzu wird zunächst der Kurzschlussstrom durch figürlich nicht dargestellte Sensoren in dem parallel zum Vakuumschalter 1 angeordneten Submodul erfasst. Neben dem im Submodul fließenden Strom kann auch die Spannung gemessen und der besagten Steuerungseinheit zugeführt werden. Wird ein zuvor in der Steuerungseinheit festge- legtes Kurzschlusskriterium erfüllt, sendet die Steuerungseinheit ein Zündsignal an das pyrotechnische Kraftelement 7. Es kommt zur explosionsartigen Verschiebung des Verschiebeelementes 7 und somit der Schaltstange 4. Hierbei wird die Schaltstange 4 in Richtung des Pfeils 15, also in Längsrichtung, verschoben. In Folge der Schaltbewegung kommt es auch zu einem festen Verklemmen des Einführklemmkontaktstückes mit dem Gegenklemmkontaktstück, wobei ein elektrischer Kontakt bereitgestellt ist. Kontaktiert das Bewegkontaktstück das Festkontaktstück, ist der Strompfad zwischen der Festkontakt- anschlussklemme 11 sowie der Bewegkontaktanschlussklemme 13 geschlossen .

Claims

Patentansprüche
1. Vakuumschalter (1) mit
- einer Vakuumkammer (2), in der ein Vakuum herrscht und in der ein Schaltkontakt angeordnet ist, wobei der Schaltkontakt ein fest mit der Vakuumkammer (2) verbundenes Festkontaktstück, das in elektrischem Kontakt mit einer Festkontaktan- schlussklemme (11) ist, und ein bezüglich des Festkontaktstückes beweglich geführtes Bewegkontaktstück aufweist, das in einer Trennstellung mit Abstand zum Festkontaktstück angeordnet ist und in einer Kontaktstellung das Festkontaktstück kontaktiert,
- einer Antriebseinheit (7) zum Erzeugen einer Antriebsbewegung, - einer mit der Antriebseinheit (7) und dem Bewegkontaktstück verbundenen Schaltmechanik (4), die einen sich bis zum Bewegkontaktstück hin erstreckenden elektrisch leitenden Leiterabschnitt aufweist, und
- Verbindungsmitteln, die in der Kontaktstellung eine Beweg- kontaktanschlussklemme (13) elektrisch mit dem Bewegkontaktstück verbinden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verbindungsmittel einen Klemmkontakt (16,17) aufweisen, der über ein mit dem Leiterabschnitt der Schaltmechanik (4) verbundenes Einführklemmkontaktstück (16) und ein fest mit der Vakuumkammer (2) und elektrisch mit der Bewegkontaktan- schlussklemme (13) verbundenes Gegenklemmkontaktstück (17) verfügt, die so zueinander angeordnet sind, dass das Einführklemmkontaktstück (16) infolge der Antriebsbewegung mit dem Gegenklemmkontaktstück (17) elektrisch leitend verklemmt wird.
2. Vakuumschalter (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Klemmkontakt (16,17) dem Schaltkontakt beim Schließen des
Vakuumschalters (1) zeitlich vorauseilt.
3. Vakuumschalter (1) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Antriebseinheit ein pyrotechnisches Kraftelement (7) und einen Zündkreis zum Auslösen des pyrotechnischen Kraftelementes (7) aufweist.
4. Vakuumschalter (1) nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der pyrotechnische Antrieb ein Verschiebelement (6) aufweist, das in Folge des Auslösens explosionsartig um eine Wegstrecke verschoben wird, und dass die Schaltmechanik als sich in eine Längsrichtung erstreckende und mit dem Verschiebeelement (6) verbundene Schaltstange (4) realisiert ist, wobei das Verschiebeelement (6) bis zum Auslösen des pyrotechnischen Kraftelementes (7) zum Halten des Bewegkontaktstücks in sei- ner Trennstellung eingerichtet ist.
5. Vakuumschalter (1) nach Anspruch 4, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Positionierungsmittel zum Einstellen der räumlichen Lage des Verschiebeelementes (6) und somit des Abstandes des Bewegkontaktstückes bezüglich des Festkontaktstückes.
6. Vakuumschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Klemmkontakt (16,17) ein Konuskontakt ist und ein konus- förmiges Einklemmkontaktstück (16) sowie ein hierzu formkomplementäres Gegenklemmkontaktstück (17) aufweist.
7. Vakuumschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Einklemmkontaktstück (16) bereits in der Trennstellung lose an dem Gegenklemmkontaktstück (17) anliegt.
8. Vakuumschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Festkontaktstück von einer eine Wandung der Vakuumkammer (2) durchgreifenden Festkontaktbolzen (3) gehalten ist, der außerhalb der Vakuumkammer zumindest mechanisch mit Haltemitteln (9) zum Tragen des Vakuumschalters (1) und zumindest elektrisch mit Kontaktmitteln (10) verbunden ist, die galva- nisch mit der Festkontaktanschlussklemme (11) verbunden sind, wobei die Haltemittel den Kontaktmitteln (10) aus Sicht des Festkontaktstückes nachgeschaltet sind.
9. Umrichterventil zum Umrichten eines elektrischen Stromes oder einer elektrischen Spannung mit einer Reihenschaltung von bipolaren Submodulen, wobei jedes Submodul wenigstens einen Energiespeicher und eine Leistungshalbleiterschaltung aufweist, mit der die an dem Energiespeicher abfallende Spannung oder eine Nullspannung an dem Anschluss des zugeordneten Submoduls erzeugbar ist, und wobei jedem Submodul Überbrü- ckungsmittel zum Überbrücken des Submoduls im Fehlerfall zugeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Überbrückungsmittel einen Vakuumschalter (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweisen.
10. Umrichterventil nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Leistungshalbleiterschaltung zum Erzeugen einer Spannung an den Anschlussklemmen jedes Submoduls eingerichtet ist, die zu der an dem Energiespeicher abfallenden Spannung invers ist .
PCT/EP2009/064906 2008-11-26 2009-11-10 Vakuumschalter mit beidseitig fest verschienten anschlussklemmen WO2010060790A1 (de)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/131,430 US8859927B2 (en) 2008-11-26 2009-11-10 Vacuum switch having fixed rail terminals on both sides
ES09752343.5T ES2601217T3 (es) 2008-11-26 2009-11-10 Interruptor de vacío con terminales de conexión fijadas a ambos lados mediante barras conductoras
CN200980147387.0A CN102227797B (zh) 2008-11-26 2009-11-10 两侧设有固定轨道式接线端子的真空开关
EP09752343.5A EP2351060B1 (de) 2008-11-26 2009-11-10 Vakuumschalter mit beidseitig fest verschienten anschlussklemmen
KR1020117011884A KR101660550B1 (ko) 2008-11-26 2009-11-10 양측에 고정형 레일 연결 단자를 구비한 진공 스위치
BRPI0921994A BRPI0921994B8 (pt) 2008-11-26 2009-11-10 Comutador a vácuo e válvula conversora para conversão de uma corrente elétrica ou de uma tensão elétrica
RU2011126217/07A RU2516337C2 (ru) 2008-11-26 2009-11-10 Вакуумный выключатель с неподвижно соединенными с шинами на обеих сторонах контактными зажимами

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008059670.1 2008-11-26
DE102008059670A DE102008059670B3 (de) 2008-11-26 2008-11-26 Vakuumschalter mit beidseitig fest verschienten Anschlussklemmen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010060790A1 true WO2010060790A1 (de) 2010-06-03

Family

ID=41571352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/064906 WO2010060790A1 (de) 2008-11-26 2009-11-10 Vakuumschalter mit beidseitig fest verschienten anschlussklemmen

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8859927B2 (de)
EP (1) EP2351060B1 (de)
KR (1) KR101660550B1 (de)
CN (1) CN102227797B (de)
BR (1) BRPI0921994B8 (de)
DE (1) DE102008059670B3 (de)
ES (1) ES2601217T3 (de)
PL (1) PL2351060T3 (de)
RU (1) RU2516337C2 (de)
WO (1) WO2010060790A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3043368A1 (de) * 2015-01-12 2016-07-13 LSIS Co., Ltd. Überbrückungsschalter für hochspannungsgleichstromübertragung
EP3065156A1 (de) * 2015-03-02 2016-09-07 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische kurzschliessereinrichtung
EP3208825A1 (de) * 2016-02-16 2017-08-23 LSIS Co., Ltd. Überbrückungsschalter

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110057762A1 (en) * 2008-01-22 2011-03-10 Siemens Aktiengesellschaft Short-circuiting apparatus with pyrotechnic initiation
KR101361298B1 (ko) 2011-12-13 2014-02-11 현대자동차주식회사 연료전지용 다공성 분리판
DE102014207174A1 (de) 2014-04-15 2015-10-29 Siemens Aktiengesellschaft Kurzschlussvorrichtung zum automatischen Kurzschließen eines Transistors und Verfahren zu einem solchen Kurzschließen
DE102014207928A1 (de) 2014-04-28 2015-10-29 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungseinheit für einen Transistor und Verfahren zum Betreiben einer solchen
DE102014207927A1 (de) 2014-04-28 2015-10-29 Siemens Aktiengesellschaft Transistoranordnung für einen Spannverband und Spannverband mit zumindest einer solchen Transistoranordnung
ES2688843T3 (es) * 2014-08-08 2018-11-07 Siemens Aktiengesellschaft Submódulo para un circuito convertidor de corriente modular
US20180166994A1 (en) 2015-05-28 2018-06-14 Siemens Aktiengesellschaft Voltage-Regulated Power Converter Module
CN105428150B (zh) * 2015-12-21 2017-11-21 华仪电气股份有限公司 一种双向推进隔离开关
DE102019104453A1 (de) * 2019-02-21 2019-04-11 Peter Lell Elektrisches Unterbrechungsschaltglied mit einem rohrförmigen oder stabförmigen Stauchbereich mit variierendem Querschnittsdurchmesser
JP7242905B2 (ja) * 2019-05-24 2023-03-20 エルエス、エレクトリック、カンパニー、リミテッド バイパススイッチ
DE102020211516A1 (de) 2020-09-14 2022-03-17 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Hochspannungsleistungsschalter mit Kontakthülse und Verfahren zum Herstellen des Hochspannungsleistungsschalters
DE102020211514B4 (de) 2020-09-14 2024-02-01 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Hochspannungsleistungsschalter mit Schrumpfverbindung und Verfahren zum Herstellen des Hochspannungsleistungsschalters
KR102570878B1 (ko) * 2023-03-23 2023-08-28 제룡전기 주식회사 피뢰기용 다중 접점형 단로기 스위치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4684771A (en) 1984-05-18 1987-08-04 Sprecher & Schuh Ag Vacuum switch
US20040164053A1 (en) 2003-02-24 2004-08-26 Stoving Paul N. Method for increasing insulation level in an encapsulation
WO2005034161A1 (de) 2003-09-30 2005-04-14 Siemens Aktiengesellschaft Antrieb für ein schaltgerät
WO2008125494A1 (de) 2007-04-16 2008-10-23 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zum schutz von umrichtermodulen
WO2009092621A1 (de) * 2008-01-22 2009-07-30 Siemens Aktiengesellschaft Kurzschlussvorrichtung mit pyrotechnischer auslösung

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH457582A (de) * 1967-02-21 1968-06-15 Sprecher & Schuh Ag Vakuumschalteinrichtung mit zwei Arbeitskontakten zum Unterbrechen von Wechselstrom
US3412356A (en) * 1967-03-21 1968-11-19 United Carr Inc Thermal fuse with triggering mechanism
US4124790A (en) * 1975-03-06 1978-11-07 Mcgraw-Edison Company Protective switch device and operating mechanism therefor
JPH06254528A (ja) * 1993-03-08 1994-09-13 Fuji Kogyo Kk 塵灰処理方法と塵灰処理装置
RU2142187C1 (ru) 1997-07-18 1999-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Таврида Электрик Р" Реклоузер (автоматический выключатель воздушных линий) серии tel
US20040154053A1 (en) * 1998-03-20 2004-08-05 Wyatt Paul Signal transduction protein involved in plant dehiscence
FR2808117B1 (fr) * 2000-03-31 2003-01-24 Schneider Electric Ind Sa Appareillage electrique de coupure comportant une ampoule a vide et une liaison electrique flexible
DE10207892B4 (de) * 2002-02-20 2004-02-05 Siemens Ag Vakuumschaltröhre mit einem Schaltkontaktstück
WO2007095873A1 (de) * 2006-02-23 2007-08-30 Siemens Aktiengesellschaft Einrichtung zum kurzschliessen von leistungshalbleitermodulen
DE102007038898B3 (de) * 2007-08-13 2008-11-20 Siemens Ag Schalteranordnung für eine Schaltanlage
ES2380723T3 (es) * 2008-12-18 2012-05-17 Abb Technology Ag Dispositivo de cortocircuito para dispositivos de conmutación de media y alta tensión

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4684771A (en) 1984-05-18 1987-08-04 Sprecher & Schuh Ag Vacuum switch
US20040164053A1 (en) 2003-02-24 2004-08-26 Stoving Paul N. Method for increasing insulation level in an encapsulation
WO2005034161A1 (de) 2003-09-30 2005-04-14 Siemens Aktiengesellschaft Antrieb für ein schaltgerät
WO2008125494A1 (de) 2007-04-16 2008-10-23 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zum schutz von umrichtermodulen
WO2009092621A1 (de) * 2008-01-22 2009-07-30 Siemens Aktiengesellschaft Kurzschlussvorrichtung mit pyrotechnischer auslösung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3043368A1 (de) * 2015-01-12 2016-07-13 LSIS Co., Ltd. Überbrückungsschalter für hochspannungsgleichstromübertragung
US9799473B2 (en) 2015-01-12 2017-10-24 Lsis Co., Ltd. Bypass switch for HVDC transmission
EP3065156A1 (de) * 2015-03-02 2016-09-07 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische kurzschliessereinrichtung
EP3208825A1 (de) * 2016-02-16 2017-08-23 LSIS Co., Ltd. Überbrückungsschalter

Also Published As

Publication number Publication date
EP2351060A1 (de) 2011-08-03
DE102008059670B3 (de) 2010-06-17
ES2601217T3 (es) 2017-02-14
CN102227797A (zh) 2011-10-26
US20110226740A1 (en) 2011-09-22
RU2011126217A (ru) 2013-01-10
KR101660550B1 (ko) 2016-09-27
BRPI0921994B8 (pt) 2023-04-25
PL2351060T3 (pl) 2017-02-28
RU2516337C2 (ru) 2014-05-20
US8859927B2 (en) 2014-10-14
CN102227797B (zh) 2014-03-19
BRPI0921994B1 (pt) 2019-09-03
BRPI0921994A2 (pt) 2016-01-05
EP2351060B1 (de) 2016-08-03
KR20110091520A (ko) 2011-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2351060B1 (de) Vakuumschalter mit beidseitig fest verschienten anschlussklemmen
DE102017122008B4 (de) Elektrischer schalter
EP0435865B1 (de) Lasttrennschalter, enthaltend eine vakuumschaltroehre und verfahren zum betrieb eines solchen lasttrennschalters
EP2463878A1 (de) Schalter mit Löschkammer
WO2015091096A1 (de) Doppelkontakt-schalter mit vakuumschaltkammern
CH668664A5 (de) Gasisolierter lasttrenner.
EP3428942B1 (de) Gleichstrom-lichtbogenlöschvorrichtung und elektromechanisches gleichstrom-schaltgerät
DE3824027A1 (de) Elektrisches schaltgeraet
EP3074998B1 (de) Erdungsschalter für bahnstromanlagen und verfahren zum erden eines teils einer bahnstromanlage mittels eines erdungsschalters
WO2015082306A1 (de) Wechselspannungslasttrennschalter für fahrleitungen eines bahnstromversorgungsnetzes und verfahren zum betreiben eines wechselspannungslasttrennschalters
DE3407858C2 (de)
DE2756741A1 (de) Elektrisches schaltgeraet mit magnetischem kontaktdruckverstaerker
DE3705719C2 (de)
DE102007004528B3 (de) Elektrisches Gleichstromnetz für Wasserfahrzeuge sowie für Offshoreanlagen mit erhöhter Abschaltsicherheit
DE102016108246A1 (de) Doppelkontakt-Schalter mit Vakuumschaltkammern
DE10005825C2 (de) Elektrischer Niederspannungsschalter
DE10064525B4 (de) Mittelspannungsschalteinrichtung
DE102020205869B4 (de) Elektromagnetisch unterstützter Antrieb für einen Leistungsschalter mit Vakuumröhre
EP3549150B1 (de) Vorrichtung zum trennen eines bordnetzes von einer energiequelle
DE102017222943A1 (de) Anordnung und Verfahren zum Antreiben eines beweglichen Kontakts einer Vakuumschaltröhre in einem Hochspannungsleistungsschalter
DE102021208400A1 (de) Vakuumschaltanordnung und Verfahren zum Trennen verschweißter Kontakte einer Vakuumschaltanordnung
EP0135789B1 (de) Hochspannungstrennschalter, insbesondere Einsäulen-Trennschalter, zum Schalten kommutierender Ströme
DE3427873C2 (de)
DE102019207199A1 (de) Polaritätsunabhängige Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung, polaritätsunabhängiges Gleichstrom-Schaltgerät sowie Schaltgeräte-Anordnung
AT411408B (de) Mehrpoliges schaltgerät

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980147387.0

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09752343

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2009752343

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009752343

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2077/KOLNP/2011

Country of ref document: IN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20117011884

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13131430

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011126217

Country of ref document: RU

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI0921994

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20110526