WO2019052776A1 - Hochspannungsleistungsschalter für einen pol und verwendung des hochspannungsleistungsschalters - Google Patents

Hochspannungsleistungsschalter für einen pol und verwendung des hochspannungsleistungsschalters Download PDF

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WO2019052776A1
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circuit breaker
units
voltage circuit
interrupter
breaker
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PCT/EP2018/072390
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Radu-Marian Cernat
Thomas Chyla
Stefan Giere
Prosper Hartig
Caroline ORTH
Christoph RÖHLING
Jörg Teichmann
Stephan WETHEKAM
Andreas Marth
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/008—Pedestal mounted switch gear combinations
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    • H01H33/02—Details
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    • H01H33/14—Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc
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    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
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    • H01H33/02—Details
    • H01H33/022—Details particular to three-phase circuit breakers

Definitions

  • the invention relates to a high-voltage circuit breaker for a pole and its use, with interrupters ⁇ th, which are connected in series and are mechanically stable connected to each other.
  • the breaker units are arranged on at least one carrier.
  • a high-voltage circuit breaker in particular for switching voltages of up to 1200 kV and / or currents of up to a few hundred amperes, is z. B. from DE 196 01 053 Cl known.
  • the outdoor high voltage circuit breaker comprises two breaker units for one pole, each arranged in a composite insulator housing.
  • the two sub ⁇ breaker units are connected in series one behind the other and arranged along with the associated Verbundisolatorgezzausen along a common longitudinal axis.
  • the two composite is ⁇ latorgenosuse each having a breaker unit are arranged on a pole pillar or a supporter, and connected to each other via a deflection gear.
  • the outdoor high voltage circuit breaker has a T-shape with two arms, each arm comprising an interrupter unit.
  • Gas-insulated interrupter units in particular with a rated current contact and with an arcing contact as switching ⁇ contacts, are used to switch high voltages and currents.
  • the composite insulator housing, in each of which an interrupter unit is located, is filled with a switching and / or insulating gas, in particular SF 6 .
  • a switching and / or insulating gas in particular SF 6 .
  • Verbundisolatorgepuse switches and / or insulating gas in Verbundisolatorgeophuse a bar or larger.
  • the Verbundisolatorgeophuse are gas-tight, with a good gas insulation.
  • the gas insulation must be stable for a long time, especially over more than 30 years.
  • the switching gases such as. B. SF 6 , are environmentally harmful, particularly harmful to the climate and a leakage rate of less than 0.1% must be guaranteed long-term stability for the composite insulator housing with breaker unit.
  • vacuum tubes are used as interrupter units.
  • Vacuum tubes are designed to switch voltages up to a few 10 kV.
  • the vacuum tubes may be provided directly with weatherproof insulation, or disposed in a composite insulator housing.
  • the number of series-connected, successively arranged interrupter units, and thus the maximum to be switched power or voltage is limited by mechanical properties of the high-voltage circuit breaker. To ⁇ world influences, such. As wind, can lead to high mechanical loads on the arms of a T-shaped high-voltage circuit breaker.
  • the object of the present invention is to provide a high-voltage circuit breaker for a pole and its use, which avoid the problems described above.
  • it is an object to provide a simple, compact and inexpensive high-voltage circuit breaker, which is mechanically stable and environmentally friendly and long-lasting in operation, and which is ⁇ for high voltage levels ⁇ out.
  • High-voltage circuit breaker according to claim 11 ge ⁇ triggers.
  • Advantageous embodiments of the high-voltage circuit breaker according to the invention for a pole and its Ver ⁇ application are specified in the subclaims. In this case, overall can be combined with each other ⁇ gencut of the independent claims with one another and with features of dependent claims and features of the subclaims.
  • a high-voltage power switch according to the invention for one pole comprises breaker units, which are connected in series and are mechanically stably connected to one another.
  • the breaker units are arranged on at least one carrier.
  • the interrupter units are arranged on different axes.
  • interrupter units By arranging a plurality of interrupter units on different axes, more interrupter units can be arranged compactly in a confined space.
  • the breaker units may be located closer to a point, especially the intersection of the axes, with mechanical support at this point resulting in a mechanically stable, compact high voltage power switch for high voltage levels. It For example, more than just two interrupter units can be arranged stably, with which the series voltages to be switched increase compared to high-voltage circuit breakers of the prior art.
  • the breaker units may vacuum tubes and / or gas-filled circuit breaker, in particular with nominal and Lichtbo ⁇ gentitleen include, in particular in an outdoor switching device. Due to the higher possible number of sub-breaker units connected in series, especially with Un ⁇ terbrecherüen maximum switching voltage, the total switching voltage of the high voltage circuit breaker can be increased. Especially with vacuum tubes, which only with switching ⁇ voltages of z. B. to produce up to 35 kV in large numbers, an inventive arrangement of Un ⁇ terbrecherüen not only on an axis in a row, but on different axes z. B. with the same distance from each other along a circumference, allow an increase in the total switching voltage of the high-voltage circuit breaker.
  • the arrangement according to the invention of the breaker units can enable high switching voltages of up to 1200 kV and higher.
  • the breaker units can be arranged in one plane, in particular in a plane substantially parallel to the ground. This makes possible a compact, cost-effective construction of a high-voltage circuit breaker according to the invention, which is mechanically stable and can be designed for high voltage levels.
  • vacuum tubes without polluting switching gases such. B. SF 6 , and / or when using gas-filled or gas-insulated circuit breakers, in particular with nominal and arcing contacts, z.
  • a long-life, high-voltage, environmentally friendly high-voltage circuit breaker can be manufactured.
  • the arrangement of Interrupter units in a plane allows good isolation from the ground with sufficient distance, ie the ground potential and / or the ground surface on which the high-voltage circuit breaker is installed or in which the high-voltage circuit breaker is anchored in the foundation.
  • a support frame with insulation for the high voltage circuit breaker can be designed to be minimally high, since all breaker units can be arranged in the minimum height or at a minimum distance from the ground for the voltage level to be switched.
  • a threat to particular War ⁇ maintenance personnel at the level of the foundation from electrical ⁇ proposals can be avoided or reduced.
  • At least two interrupter units can be arranged on a common longitudinal axis. Different longitudinal axes can be included, which intersect at one point, in particular at an angle between the longitudinal axes of 90 degrees. As a result, a high number of interrupter units can be connected in series, with good electrical insulation between the interrupter units in areas which are not electrically conductive by the interconnection.
  • z. B arranged centrally with a support frame with insulation at the intersection, for a mecha ⁇ African stable arrangement even in adverse environmental conditions such.
  • the interrupter units can be well insulated electrically by the distance from each other in areas that are not electrically connected via the interconnection.
  • the axes may be crosswise and the interrupter units equidistant from one another along the axes, with a spacing of adjacent interrupter units on different axes equal to the spacing of the interrupter units from each other on a common axis.
  • the interrupter units may be arranged such that the longitudinal axes of the interrupter units are star-shaped, in particular with a common intersection, and / or that the longitudinal axes of the interrupter units are arranged on a cross.
  • a maximum number of interrupter units on a circumference in a plane with in particular the same distance from one another ⁇ be arranged.
  • An interconnection of the interrupter units in series can take place via electrical cables and / or rails, in particular of copper and / or aluminum, in particular with at least one connecting housing between interrupter units, which can be arranged at free ends of the interrupter units and / or which does not have a mechanically supporting function for having the breaker units.
  • the insulation of the electrical cables and / or rails via connection housing electrical flashovers are avoided and a com ⁇ pact arrangement of the breaker units with series connection possible.
  • interrupter units and electrical cables and / or rails may be electrically insulated by insulators to the outside, whereby low spatial Ab ⁇ states between the interrupter units and electrical cables and / or rails are possible at high voltages to be switched and / or currents.
  • the high-voltage circuit breaker according to the invention may comprise exactly one carrier, in particular in the form of a column and / or vertically upright.
  • the wearer can have one Support insulator or more, in particular by means of flanges ver ⁇ connected support insulators, said support insulators in particular ceramic, silicone and / or composite materials umfas ⁇ sen.
  • the carrier may comprise a base housing, in particular of metal.
  • the carrier may further comprise a carrier, in particular of metal. This ensures a high mechanical stability ⁇ niche with little effort or cost and with good electrical insulation of the interrupter units against the ground or foundation is possible.
  • the interrupter units arranged on the at least one carrier can be mechanically fastened to the carrier and / or to a transmission housing which is arranged on the carrier, in particular directly and / or via insulating bodies, and / or connecting housings, and / or housings Breaker units in which the breaker units are arranged. This allows a good mechanical stability of the high-voltage circuit breaker can be achieved with good electrical insulation of the interrupter units against each other and against the ground in areas in which the interrupter units are not electrically connected in series.
  • a drive may be included, in particular arranged laterally on the carrier, and / or elements of a kinematic chain may be included, in particular deflection gear and / or shift rods, for transmitting a drive movement from the drive to the interrupter units for, in particular, simultaneous switching of the interrupter units.
  • About the Drive Be ⁇ wegungsenergy can easily, inexpensively and reliably be provided, which are transmitted via the ele ⁇ ments of the kinematic chain of moving contacts of the switching contacts of the interrupter units during switching.
  • Insulating in particular insulating and / or post insulators, with an insulating gas, in particular Clean Air, in particular with a pressure in the range of the ambient pressure of the high voltage circuit breaker, be filled.
  • an insulating gas such as Clean Air
  • B. Clean Air a good electrical insulation can be achieved, in particular without harmful environmental influences such. As a Schwarz ⁇ suffered by climate.
  • a pressure in the range of the pressure of the ambient air seals are little loaded, long-term stable tight and can be designed easily and inexpensively.
  • An inventive use of the Hochtens orientals- switch for a pole involves the use in a free air- ⁇ switching device, in particular in an open-air switch means having three poles. This is inexpensive, simple, compact and reliable over long periods of time switching z. As consumers, power grids and / or generators possible, at high voltage levels of z. B. up to 1200 kV and more, and in particular for three phases or with three poles.
  • Figure 1 viewed schematically in a sectional view invention shown SEN high voltage circuit breaker 1 for a pole from one side, with Unterbrechereinhei ⁇ th 2, 3 arranged on a support 6, wherein only Interrupter units 2, 3 can be seen on one of two axes, and
  • Figure 2 is a schematic sectional view of the high-voltage circuit breaker 1 of Figure 1, viewed from above, interconnected with four interrupter units 2, 3, 4, 5 in series and arranged in pairs on two kreu ⁇ collapsing axes 23, 24, and Figure 3 shows schematically in Section three high-voltage circuit breaker 1 of Figure 2 arranged side by side, for switching three phases 19, 20, 21st
  • FIG. 1 shows a sectional view of a high-voltage circuit breaker 1 according to the invention for one pole from one side.
  • the four interrupter units of the embodiment ⁇ example, wherein two interrupter units 2, 3 are shown in the figure 1, each in a housing 10 angeord ⁇ net.
  • the housing 10 is in the form of a throw-over and / or an insulator housing z.
  • B hollow cylindrical, in particular of silicone, composites and / or ceramic, and protects the breaker units 2, 3 from the weather.
  • FIG. 1 are shown as interrupter units 2, 3 vacuum tubes.
  • the housing 10 are filled in particular with insulating gas, for. B. Clean Air.
  • the pressure of Iso ⁇ liergases is in the range of ambient pressure, which no additional ⁇ expensive, expensive gas-tight or pressure-resistant housing must be used.
  • Arc contact are used. It can be used as switching gas z. Clean Air and / or SF 6 can be used, in particular under pressure of more than one bar.
  • the housings 10 can be ribbed, in particular with annular ribs for increasing the dielectric strength over the outer surface along the longitudinal direction. Electrical Ends 12 are provided for electrically contacting the breaker units 2, 3 and in particular at the ends of the housing 10, from the housings 10 z. B. guided gas-tight.
  • the breaker units 2, 3 have at least one
  • Switching contact with at least one movable contact piece and in particular with a fixed contact piece.
  • the contact pieces are electrically connected to the terminals, and the movable contact piece is movably mounted, connected to an element of a kinematic chain 17, in particular a bar, and in particular gas-tight out of the Ge ⁇ housing 10.
  • the housing 10 with breaker units 2, 3 are in particular mechanically connected via connecting housing 11 and insulating body 9 with a transmission housing 8, in particular via flanges.
  • the insulator 9 are z. B. hollow cylindrical derförmig formed, in particular of silicone, composites and / or ceramic.
  • the insulating body 9 are formed ribbed, in particular with annular ribs for increasing the dielectric strength over the outer surface ent ⁇ long the longitudinal direction.
  • the connecting housing 11, insulator 9 and / or the gear housing 8 are in particular filled with insulating gas, for. B. Clean Air.
  • the pressure of the insulating gas may be in the range of ambient pressure, which means that no additional, complex gas-tight or pressure-resistant housing must be used.
  • the two breaker units 2, 3 shown in FIG. 1 are each arranged coaxially in the housings 10 and run on a common longitudinal axis 23 with the insulating bodies 9, which in particular run centrally through the connecting housings 11 and the gear housing 8.
  • the gear housing 8 is arranged mechanically stable on a support 6, in particular centrally with a common vertical axis.
  • the carrier 6 comprises z. B. a support frame 18, which is anchored in particular firmly on the ground in the ground or ground, and in particular in the form of an H-shaped steel beam now- is forming.
  • On the support frame 18 z. B. a base housing 15 in particular of sheet metal and / or plastic angeord ⁇ net, on the z. B.
  • a drive 16 is attached laterally.
  • the drive 16 is z.
  • As an engine and / or a Feder Eatan- drive and can be further elements such.
  • B. gear parts
  • Verklinkungen control or regulating elements, sensors and / or communication elements include.
  • At least one support insulator 13 is arranged, which can be formed Holtei ⁇ lig, with parts in particular via flanges z. B. of metal, in particular via screw, rivet, soldering and / or welded joints, are interconnected.
  • the gear housing 8 is arranged on the support insulator 13 ⁇ .
  • the high-voltage circuit breaker 1 gives a T-shape, with a particularly columnar support 6, which is vertically upwards, substantially perpendicular to the ground.
  • the first interrupter unit 2 in the housing 10 is mechanically stable fixed to the connector housing 11, is mechanically stable fixed to the insulating body 9, mecha ⁇ cally stable attached to the gear housing 8, mechanically stably fixed to the right insulating body 9, mechanically stably fixed to the right connection housing 11, mechanically stably fixed to the right housing 10 with the second sub ⁇ breaker unit 3rd
  • the first interrupter unit 2 arranged coaxially in the housing 10, the connecting housing 11, the insulating body 9 with its longitudinal axis, the transmission housing 8, the right insulating body 9 with its longitudinal axis, the right connection housing 11, and the right housing 10 with the second interrupter unit 3 arranged coaxially , are arranged on a common axis, in particular longitudinal axis 23.
  • the axis 23 is horizon tal ⁇ , substantially parallel to the ground on which the high voltage circuit breaker is installed.
  • a switching movement is when switching from the drive 16, z. B. Federsp-f eicherantrieb and / or motor, and the drive movement is from the drive 16 via the elements of the kinematic chain 17 to the interrupter units transmitted, in particular to all movable contact pieces of the breaker units.
  • deflection gear 7, shift rails, levers and / or other elements of the kinematic chain 17 are provided to transfer the shift movement, in particular simultaneously or with a time delay, to all breaker units, and to allow changes in the shift speed and / or shift direction.
  • motion profiles of the movable contact pieces he witnesses, which are necessary for switching, in particular switching on and / or off of the high-voltage circuit breaker 1.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of the high-voltage circuit breaker 1 of FIG. 1, viewed from above.
  • the high-voltage circuit breaker 1 of Figure 2 is viewed from the left side Darge ⁇ represents.
  • MAESSEN high-voltage circuit breaker 1 for a pole four interrupter units 2, 3, 4, 5 connected in series and in pairs on two intersecting axes 23, 24 arranged net.
  • the axes 23, 24 are arranged in a plane, in particular ⁇ special in a horizontal plane substantially parallel to the ground of the high-voltage circuit breaker 1.
  • Der High-voltage circuit breaker 1 viewed from above, has a cross shape with sides of equal length.
  • the outer ends of the breaker units 2, 3, 4, 5 form the corners of a square.
  • the intersecting axes 23, 24 form the diagonals of the square.
  • the axes 23 and 24 intersect at a right angle, ie at an angle of 90 degrees.
  • At the intersection of the gear housing 8 is arranged with deflection gear 7.
  • the gear housing 8 with deflection gear 7 is centrally arranged on a particular columnar Trä ⁇ ger 6 as shown in Figure 1.
  • the high-voltage circuit breaker 1 is composed of two intersecting at an angle of 90 degrees T-shapes, which have a same, common or identical columnar support 6.
  • the arms of the T-shapes extend in four different directions from the carrier 6, wherein adjacent directions each enclose an angle of 90 degrees.
  • a respective interrupter unit 2, 3, 4, 5 is arranged at the ends of the arms. All breaker units 2, 3, 4, 5 are connected to the transmission housing 8 via the common deflection gear 7, an insulating body 9 and the connecting housing 11 being arranged between the gear housing 8 and the respective interrupter unit 2, 3, 4, 5 ,
  • the interrupter units 2, 3, 4, 5 via electrical connection elements 22, z.
  • the electrical connection elements 22 are arranged in the connection housings 11.
  • the connection ⁇ housing 11 are formed such that in each case along the
  • connection housing 11 Longitudinal axis of the connecting housing 11, in the interior of the connec ⁇ tion housing 11, in particular a connecting element 22 is arranged, which connects two adjacent interrupter units 2, 3, 4, 5 with each other.
  • the connection is z. B. substantially parallel or identical to the outer sides of the square, which is formed by the breaker units 2, 3, 4, 5 at the corners.
  • the connection housing 11 are z. B. of an insulator, in particular of ceramic, silicone and / or a composite material, which z. B. comprises a ribbed outer surface, for a good external electrical ⁇ cal insulation.
  • the connection housing 11 are z. B. with Iso ⁇ liergas, z. B. Clean Air filled, or enclose the electrical connection elements 22 directly.
  • the electrical connection elements 22 with the connection housings 11 can also be embodied in the manner of a sheathed cable or a sheathed conductive rail.
  • the first interrupter unit 2 has on the outwardly zei ⁇ ing side an electrical connection 12 for z. As electrical generators, consumers and / or networks, which can be switched on and / or off by the high-voltage circuit breaker 1.
  • an electrical connection element 22 is connected, which electrically connects the first interrupter unit 2 to the second interrupter unit 3, which is adjacent.
  • the connecting element 22 is arranged in the Ver ⁇ binding housing 11 between the first and second interrup ⁇ cheratti 2; 3.
  • the connecting housing 11 is arranged with its ends in each case between an interrupter unit 2, 3 or their housing 10 and the insulating body 9, which mechanically locks the interrupter unit on Umlenkge ⁇ gear 7 and the transmission housing 8.
  • the Verbin ⁇ -making element 22 is electrically connected to the second interrupter unit 3 on the side which faces 9 and reversing gear 7 in the direction of insulating body.
  • an electrical connection element 22 is connected ⁇ sen, which electrically connects the second interrupter unit 3 with the third interrupter unit 4, which is adjacent to the second sub ⁇ breaker unit 3.
  • the connecting element 22 is in the connection housing 11 between the second and third interrupter unit 3, 4 arranged.
  • the connecting housing 11 is arranged with its ends respectively on the interrupter unit 3, 4 on one side, which lies opposite the side of the interrupter unit 3, 4 or its housing 10, which points in the direction of the insulating body 9 and the gear housing 8.
  • the third interrupter unit 4 is connected to the fourth interrupter unit 5, which is adjacent, via a connecting element 22.
  • the kausele ⁇ ment 22 is disposed in the connecting housing 11 between the third and the fourth interrupter unit 4, 5.
  • the conjunction housing 11 is disposed with its ends between a breaker unit 4, 5 or its housing 10 and the Iso ⁇ lier emotions 9, wherein the interrupter unit me ⁇ mechanically buildin ⁇ Untitled the reversing gear 7 and the transmission housing. 8
  • the connecting element 22 is electrically connected to the fourth interrupter unit 3 on the side which points in the direction of the insulating body 9 or deflection gear 7.
  • an electrical connection 12 for z On the opposite side of the fourth interrupter unit 5, the fourth interrupter unit 5, on the outwardly facing side, an electrical connection 12 for z.
  • the high-voltage power switch 1 is electrically arranged between the electrical terminals 12 of the first and fourth interrupter units 2, 5, for
  • the embodiments described above can awakeei ⁇ Nander be combined and / or can be combined with the prior art.
  • So z. B. two, three or more inventive high voltage circuit breaker 1 can be used. Instead of two intersecting axes 23 and 24, more axes with interrupter units can be used.
  • the axes may have a star-shaped common point of intersection, in particular with a deflection gear and / or support means arranged at the intersection. It can also arrangements of the axes offset with intersections, for. B. with different Umlenkgetrieben and / or support means, which are in particular connected to each other and / or are connected to each other via elements of a kinematic chain, are used.
  • the interrupter units in particular the axes on which the interrupter units are arranged, can lie in one plane, or in different planes, in particular in essentially parallel planes.
  • the plane or the lev- els can be integrally ⁇ arranged parallel or at an angle to the ground.
  • An arm may be an interrupter unit or more, e.g. B. have two consecutively arranged on an axis, interconnected in series interrupter units. Arms of the interrupter units or axles, on which the breaker units are can, adjacent exhibit a certain angle or different angles to each other on ⁇ . Distances between adjacent breaker units may be the same or different, in particular according to a regular pattern or irregular.
  • the gear housing 8 can be viewed with flanges from above z. B. hexagonal, or z. B. round with flattened areas. Reference sign list

Landscapes

  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsleistungsschalter (1) für einen Pol (19, 20, 21) und dessen Verwendung in einer mehrpoligen Freiluft-Schalteinrichtung (25), mit Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5), welche in Reihe verschaltet sind und mechanisch stabil miteinander verbunden sind. Die Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5) sind auf wenigstens einem Träger (6) angeordnet. Erfindungsgemäß sind die Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5) auf unterschiedlichen Achsen (23, 24) angeordnet.

Description

Beschreibung
Hochspannungsleistungsschalter für einen Pol und Verwendung des HochspannungsieistungsSchalters
Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsleistungsschalter für einen Pol und dessen Verwendung, mit Unterbrechereinhei¬ ten, welche in Reihe verschaltet sind und mechanisch stabil miteinander verbunden sind. Die Unterbrechereinheiten sind auf wenigstens einem Träger angeordnet.
Ein Hochspannungsleistungsschalter, insbesondere zum Schalten von Spannungen von bis zu 1200 kV und/oder Strömen von bis zu einigen hundert Ampere, ist z. B. aus der DE 196 01 053 Cl bekannt. Der Freiluft-Hochspannungs-Leistungsschalter umfasst zwei Unterbrechereinheiten für einen Pol, welche jeweils in einem Verbundisolatorgehäuse angeordnet sind. Die zwei Unter¬ brechereinheiten sind in Reihe hintereinander geschaltet und zusammen mit den zugeordneten Verbundisolatorgehäusen entlang einer gemeinsamen Längsachse angeordnet. Die zwei Verbundiso¬ latorgehäuse mit jeweils einer Unterbrechereinheit sind auf einer Polsäule bzw. einem Stützer angeordnet, und über ein Umlenkgetriebe miteinander verbunden. Der Freiluft-Hochspan- nungsleistungsschalter weist eine T-Form mit zwei Armen auf, wobei jeder Arm eine Unterbrechereinheit umfasst.
Gasisolierte Unterbrechereinheiten, insbesondere mit einem Nennstromkontakt und mit einem Lichtbogenkontakt als Schalt¬ kontakten, werden verwendet, um hohe Spannungen und Ströme zu schalten. Dabei sind die Verbundisolatorgehäuse, in welchen sich jeweils eine Unterbrechereinheit befindet, mit einem Schalt- und/oder Isoliergas befüllt, insbesondere SF6. Für eine gute elektrische Isolation zwischen Schaltkontakten, und über geöffnete Schaltkontakte hinweg, ist der Druck des
Schalt- und/oder Isoliergases im Verbundisolatorgehäuse ein Bar oder größer. Die Verbundisolatorgehäuse sind gasdicht ausgebildet, mit einer guten Gasisolation. Die Gasisolation muss langzeitstabil sein, insbesondere über mehr als 30 Jahre hinweg. Die Schaltgase, wie z. B. SF6, sind umweltschädlich, insbesondere klimaschädlich und eine Leckrate von kleiner als 0,1 % muss für die Verbundisolatorgehäuse mit Unterbrecher- einheit langzeitstabil garantiert sein.
Um klimaschädliche Schalt- und/oder Isoliergase zu vermeiden, werden insbesondere Vakuumröhren als Unterbrechereinheiten verwendet. Vakuumröhren sind ausgebildet, Spannungen bis zu einigen 10 kV zu schalten. Bei hohen Schaltleistungen, insbesondere Schaltspannungen von weit über 100 kV, werden mehrere Vakuumröhren hintereinander in Reihe geschaltet. Die Vakuumröhren können direkt mit einer wetterfesten Isolation versehen sein, oder in einem Verbundisolatorgehäuse angeordnet sein. Die Anzahl der in Reihe geschalteten, hintereinander angeordneten Unterbrechereinheiten, und somit die maximal zu schaltende Leistung bzw. Spannung, ist durch mechanische Eigenschaften des Hochspannungsleistungsschalters begrenzt. Um¬ welteinflüsse, wie z. B. Wind, können zu hohen mechanischen Belastungen an den Armen eines T-förmigen Hochspannungsleis- tungsschalters führen.
Mit einer zunehmenden Anzahl an hintereinander angeordneten Unterbrechereinheiten nimmt die Länge der Arme zu, und mecha- nische Komponenten wie z. B. die Polsäule, das Umlenkgetriebe und Verbindungselemente sind verstärkt auszuführen, um eine langfristig hohe Zuverlässigkeit und mechanische Stabilität des Hochspannungsleistungsschalters zu gewährleisten. Damit sind hohe Kosten, erhöhter Materialaufwand und/oder verkürzte Wartungsintervalle verbunden. Mit zunehmender Länge der Arme eines T-förmigen Hochspannungsleistungsschalters nimmt die mechanische Belastung insbesondere an den Armenden stark zu, welche der Polsäule abgewandt sind, und eine weitere Verlän¬ gerung der Arme für höhere Spannungsebenen kann unmöglich sein. Mit einer zunehmenden Länge der Arme eines T-förmigen Hochspannungsleistungsschalters nimmt der Platzverbrauch des Hochspannungsleistungsschalters zu, was zu höheren Kosten führt .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Hochspan- nungsleistungsschalter für einen Pol und dessen Verwendung anzugeben, welche die zuvor beschriebenen Probleme vermeiden. Insbesondere ist es Aufgabe, einen einfachen, kompakten und kostengünstigen Hochspannungsleistungsschalter anzugeben, welcher mechanisch stabil und umweltfreundlich sowie langle- big im Betrieb ist, und welcher für hohe Spannungsebenen aus¬ legbar ist.
Die angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Hoch¬ spannungsleistungsschalter für einen Pol mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und/oder durch die Verwendung des
Hochspannungsleistungsschalters gemäß Patentanspruch 11 ge¬ löst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Hochspannungsleistungsschalters für einen Pol und dessen Ver¬ wendung sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei sind Ge- genstände der Hauptansprüche untereinander und mit Merkmalen von Unteransprüchen sowie Merkmale der Unteransprüche unter¬ einander kombinierbar.
Ein erfindungsgemäßer Hochspannungsleistungsschalter für ei- nen Pol umfasst Unterbrechereinheiten, welche in Reihe verschaltet sind und mechanisch stabil miteinander verbunden sind. Die Unterbrechereinheiten sind auf wenigstens einem Träger angeordnet. Dabei sind die Unterbrechereinheiten auf unterschiedlichen Achsen angeordnet.
Durch die Anordnung mehrerer Unterbrechereinheiten auf unterschiedlichen Achsen können mehr Unterbrechereinheiten kompakt auf engstem Raum angeordnet werden. Die Unterbrechereinheiten können näher zu einem Punkt, insbesondere den Schnittpunkt der Achsen angeordnet werden, wobei ein mechanisches Stützen an diesem Punkt zu einem mechanisch stabilen, kompakten Hochspannungsleistungsschalter für hohe Spannungsebenen führt. Es können mehr als nur zwei Unterbrechereinheiten stabil angeordnet werden, womit sich bei Reihenschaltung die zu schaltenden Spannungen gegenüber Hochspannungsleistungsschaltern des Stands der Technik erhöhen.
Die Unterbrechereinheiten können Vakuumröhren und/oder gasgefüllte Leistungsschalter, insbesondere mit Nenn- und Lichtbo¬ genkontakten, umfassen, insbesondere in einer Freiluft- Schalteinrichtung. Durch die höhere mögliche Anzahl an Unter- brechereinheiten in Reihe verschaltet, insbesondere mit Un¬ terbrechereinheiten maximaler Schaltspannung, kann die Gesamtschaltspannung des Hochspannungsleistungsschalters erhöht werden. Insbesondere bei Vakuumröhren, welche nur mit Schalt¬ spannungen von z. B. bis zu 35 kV in großen Stückzahlen zu fertigen sind, kann eine erfindungsgemäße Anordnung der Un¬ terbrechereinheiten nicht nur auf einer Achse hintereinander, sondern auf unterschiedlichen Achsen z. B. mit gleichem Abstand voneinander entlang eines Kreisumfangs , eine Erhöhung der Gesamtschaltspannung des Hochspannungsleistungsschalters ermöglichen. Bei gasgefüllten Leistungsschaltern, insbesondere mit Nenn- und Lichtbogenkontakten, kann die erfindungsgemäße Anordnung der Unterbrechereinheiten hohe Schaltspannungen von bis zu 1200 kV und höher ermöglichen. Die Unterbrechereinheiten können in einer Ebene angeordnet sein, insbesondere in einer Ebene im Wesentlichen parallel zum Untergrund. Dadurch wird ein kompakter, kostengünstiger Aufbau eines erfindungsgemäßen Hochspannungsleistungsschal- ters ermöglicht, welcher mechanisch stabil und für hohe Span- nungsebenen auslegbar ist. Bei Verwendung von Vakuumröhren, ohne umweltschädlichen Schaltgasen wie z. B. SF6, und/oder bei Verwendung von gasgefüllten bzw. gasisolierten Leistungsschaltern, insbesondere mit Nenn- und Lichtbogenkontakten, z. B. unter Verwendung von Clean Air für insbesondere niedri- gere Schaltspannungen von einigen 100 kV, kann eine langlebiger, umweltfreundlicher Hochspannungsleistungsschalter für hohe Spannungsebenen hergestellt werden. Die Anordnung der Unterbrechereinheiten in einer Ebene ermöglicht eine gute Isolation gegenüber dem Untergrund mit ausreichend Abstand, d. h. dem Erdpotential und/oder der Bodenfläche, auf welcher der Hochspannungsleistungsschalter aufgestellt ist bzw. in welcher der Hochspannungsleistungsschalter im Fundament verankert ist. Ein Traggestell mit Isolierung für den Hochspannungsleistungsschalter kann minimal hoch ausgelegt sein, da alle Unterbrechereinheiten in der minimalen Höhe bzw. im minimalen Abstand vom Grund angeordnet werden können für die zu schaltende Spannungsebene. Eine Gefahr für insbesondere War¬ tungspersonal auf Höhe des Fundaments durch elektrische Über¬ schläge kann vermieden bzw. reduziert werden.
Jeweils wenigstens zwei Unterbrechereinheiten können auf ei- ner gemeinsamen Längsachse angeordnet sein. Es können unterschiedliche Längsachsen umfasst sein, welche sich in einem Punkt schneiden, insbesondere mit einem Winkel zwischen den Längsachsen von 90 Grad. Dadurch kann eine hohe Zahl an Unterbrechereinheiten in Reihe verschaltet angeordnet werden, mit guter elektrischer Isolation zwischen den Unterbrechereinheiten in Bereichen, welche nicht durch die Verschaltung elektrisch leitend sind. Insbesondere bei einer Anordnung von vier Unterbrechereinheiten auf zwei Achsen, welche einen Winkel von 90 Grad einschließen, z. B. mit einem Traggestell mit Isolierung mittig am Schnittpunkt angeordnet, für eine mecha¬ nisch stabile Anordnung auch bei widrigen Umwelteinflüssen wie z. B. bei Sturm, können die Unterbrechereinheiten durch den Abstand voneinander gut elektrisch isoliert sein in Bereichen, welche nicht über die Verschaltung elektrisch ver- bunden sind. Z. B. können die Achsen ein Kreuz bilden und die Unterbrechereinheiten gleichen Abstand voneinander aufweisen entlang der Achsen, mit einem Abstand benachbarter Unterbrechereinheiten auf unterschiedlichen Achsen gleich dem Abstand der Unterbrechereinheiten voneinander auf einer gemeinsamen Achse. Die Unterbrechereinheiten können derart angeordnet sein, dass die Längsachsen der Unterbrechereinheiten sternförmig sind, insbesondere mit einem gemeinsamen Schnittpunkt, und/oder dass die Längsachsen der Unterbrechereinheiten auf einem Kreuz angeordnet sind. Bei einem gemeinsamen Schnittpunkt der Achsen z. B. in Sternform oder Kreuzform kann eine maximale Anzahl an Unterbrechereinheiten auf einem Kreisumfang in einer Ebene mit insbesondere gleichem Abstand voneinander ange¬ ordnet werden. Dadurch ergibt sich ein besonders kompakter, kostengünstiger Aufbau, insbesondere mit einem Traggestell mit Isolierung im gemeinsamen Schnittpunkt angeordnet, für eine hohe mechanische Stabilität, mit hoher Zahl an Unterbre¬ chereinheiten, d. h. hoher möglicher Schaltspannung, und guter Isolierung der Unterbrechereinheiten voneinander durch die Umgebungsluft in Bereichen, welche nicht elektrisch ver¬ schaltet sind.
Eine Verschaltung der Unterbrechereinheiten in Reihe kann über elektrische Kabel und/oder Schienen, insbesondere aus Kupfer und/oder Aluminium erfolgen, insbesondere mit wenigstens einem Verbindungsgehäuse zwischen Unterbrechereinheiten, welches an freien Enden der Unterbrechereinheiten angeordnet sein kann und/oder welches keine mechanisch tragende Funktion für die Unterbrechereinheiten aufweist. Durch die Isolation der elektrischen Kabel und/oder Schienen über Verbindungsgehäuse werden elektrische Überschläge vermieden und eine kom¬ pakte Anordnung der Unterbrechereinheiten mit Reihenschaltung möglich. Insbesondere können Unterbrechereinheiten und elektrische Kabel und/oder Schienen durch Isolatoren nach außen hin elektrisch isoliert sein, wodurch geringe räumliche Ab¬ stände zwischen den Unterbrechereinheiten und elektrischen Kabeln und/oder Schienen möglich werden, bei hohen zu schaltenden Spannungen und/oder Strömen.
Der erfindungsgemäße Hochspannungsleistungsschalter kann genau einen Träger umfassen, insbesondere in Form einer Säule und/oder senkrecht aufrechtstehend. Der Träger kann einen Stützisolator oder mehrere, insbesondere über Flansche ver¬ bundene Stützisolatoren aufweisen, wobei Stützisolatoren insbesondere Keramik, Silikon und/oder Kompositwerkstoffe umfas¬ sen. Der Träger kann ein Basisgehäuse, insbesondere aus Me- tall umfassen. Der Träger kann Weiterhin ein Tragestell umfassen, insbesondere aus Metall. Dadurch ist eine hohe mecha¬ nische Stabilität mit wenig Aufwand bzw. Kosten und mit guter elektrischer Isolation der Unterbrechereinheiten gegenüber dem Untergrund bzw. Fundament möglich.
Die auf dem wenigstens einen Träger angeordneten Unterbrechereinheiten können an dem Träger und/oder an einem Getriebegehäuse, welches auf dem Träger angeordnet ist, mechanisch befestigt sein, insbesondere direkt und/oder über Isolierkör- per, und/oder Verbindungsgehäuse, und/oder Gehäuse der Unterbrechereinheiten, in welchen die Unterbrechereinheiten angeordnet sind. Dadurch kann eine gute mechanische Stabilität des Hochspannungsleistungsschalters bei guter elektrischer Isolation der Unterbrechereinheiten gegeneinander und gegen- über dem Untergrund in Bereichen erreicht werden, in welchen die Unterbrechereinheiten nicht elektrisch in Reihe verbunden sind .
Ein Antrieb kann umfasst sein, insbesondere seitlich am Trä- ger angeordnet, und/oder Elemente einer kinematischen Kette können umfasst sein, insbesondere Umlenkgetriebe und/oder Schaltstangen, zum Übertragen einer Antriebsbewegung vom Antrieb auf die Unterbrechereinheiten zum insbesondere gleichzeitigen Schalten der Unterbrechereinheiten. Über den Antrieb kann beim Schalten einfach, kostengünstig und zuverlässig Be¬ wegungsenergie bereit gestellt werden, welche über die Ele¬ mente der kinematischen Kette auf bewegliche Kontaktstücke der Schaltkontakte der Unterbrechereinheiten übertragen werden .
Isoliereinrichtungen, insbesondere Isolierkörper und/oder Stützisolatoren, können mit einem Isoliergas, insbesondere Clean Air, insbesondere mit einem Druck im Bereich des Umgebungsdruckes des Hochspannungsleistungsschalters , befüllt sein. Bei Verwendung eines Isoliergases wie z. B. Clean Air kann eine gute elektrische Isolation erreicht werden, insbe- sondere ohne schädliche Umwelteinflüsse wie z. B. eine Schä¬ digung des Klimas. Bei Verwendung eines Druckes im Bereich des Druckes der Umgebungsluft sind Dichtungen wenig belastet, langzeitstabil dicht und können einfach und kostengünstig ausgelegt werden.
Eine erfindungsgemäße Verwendung des Hochspannungsleistungs- schalters für einen Pol umfasst die Verwendung in einer Frei¬ luft-Schalteinrichtung, insbesondere in einer Freiluft- Schalteinrichtung mit drei Polen. Dadurch ist kostengünstig, einfach, kompakt und zuverlässig über lange Zeiträume hinweg ein Schalten von z. B. Verbrauchern, Stromnetzen und/oder Stromerzeugern möglich, auf hohen Spannungsebenen von z. B. bis zu 1200 kV und mehr, und insbesondere für drei Phasen bzw. mit drei Polen.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Verwendung des Hochspan- nungsleistungsschalters gemäß Anspruch 11 sind analog den zu¬ vor beschriebenen Vorteilen des erfindungsgemäßen Hochspan- nungsleistungsschalters für einen Pol gemäß Anspruch 1 und umgekehrt.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sche¬ matisch in den Figuren 1 bis 3 dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
Dabei zeigen die
Figur 1 schematisch in Schnittansicht einen erfindungsgemä¬ ßen Hochspannungsleistungsschalter 1 für einen Pol von einer Seite betrachtet, mit Unterbrechereinhei¬ ten 2, 3 auf einem Träger 6 angeordnet, wobei nur Unterbrechereinheiten 2, 3 auf einer von zwei Achsen zu sehen sind, und
Figur 2 schematisch in Schnittansicht den Hochspannungs- leistungsschalter 1 der Figur 1, von oben betrachtet, mit vier Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, 5 in Reihe verschaltet und paarweise auf zwei sich kreu¬ zenden Achsen 23, 24 angeordnet, und Figur 3 schematisch in Schnittansicht drei Hochspannungs- leistungsschalter 1 der Figur 2 nebeneinander angeordnet, zum Schalten von drei Phasen 19, 20, 21.
In Figur 1 ist in Schnittansicht ein erfindungsgemäßer Hoch- spannungsleistungsschalter 1 für einen Pol von einer Seite dargestellt. Die vier Unterbrechereinheiten des Ausführungs¬ beispiels, wobei zwei Unterbrechereinheiten 2, 3 in der Figur 1 dargestellt sind, sind jeweils in einem Gehäuse 10 angeord¬ net. Das Gehäuse 10 ist in Form eines Überwurfs und/oder ei- nes Isolatorgehäuses z. B. hohlzylinderförmig ausgebildet, insbesondere aus Silikon, Verbundwerkstoffen und/oder Keramik, und schützt die Unterbrechereinheiten 2, 3 vor Witterungseinflüssen. In Figur 1 sind als Unterbrechereinheiten 2, 3 Vakuumröhren dargestellt. Die Gehäuse 10 sind insbesondere mit Isoliergas befüllt, z. B. Clean Air. Der Druck des Iso¬ liergases ist im Bereich des Umgebungsdrucks, womit keine zu¬ sätzlichen, aufwendigen Gasdichtungseinrichtungen oder druckfeste Gehäuse verwendet werden müssen. Alternativ oder zusätzlich zu Vakuumröhren können auch gasisolierte Leistungsschalter, insbesondere mit Nenn- und
Lichtbogenkontakt, verwendet werden. Dabei kann als Schaltgas z. B. Clean Air und/oder SF6 verwendet werden, insbesondere unter Druck von mehr als einem Bar. Die Gehäuse 10 können ge- rippt ausgebildet sein, insbesondere mit ringförmigen Rippen zum Erhöhen der dielektrischen Festigkeit über die äußere Oberfläche hinweg entlang der Längsrichtung. Elektrische An- Schlüsse 12 sind zum elektrischen kontaktieren der Unterbrechereinheiten 2, 3 vorgesehen und insbesondere an den Enden der Gehäuse 10, aus den Gehäusen 10 z. B. gasdicht geführt. Die Unterbrechereinheiten 2, 3 weisen wenigstens einen
Schaltkontakt mit wenigstens einem beweglichen Kontaktstück und insbesondere mit einem festen Kontaktstück auf. Die Kontaktstücke sind elektrisch mit den Anschlüssen verbunden, und das bewegliche Kontaktstück ist beweglich gelagert, mit einem Element einer kinematischen Kette 17, insbesondere einer Schalstange, verbunden und insbesondere gasdicht aus dem Ge¬ häuse 10 geführt.
Die Gehäuse 10 mit Unterbrechereinheiten 2, 3 sind insbesondere über Verbindungsgehäuse 11 und Isolierkörper 9 mit einem Getriebegehäuse 8, insbesondere über Flansche, mechanisch stabil verbunden. Die Isolierkörper 9 sind z. B. hohlzylin- derförmig ausgebildet, insbesondere aus Silikon, Verbundwerkstoffen und/oder Keramik. Die Isolierkörper 9 sind gerippt ausgebildet, insbesondere mit ringförmigen Rippen zum Erhöhen der dielektrischen Festigkeit über die äußere Oberfläche ent¬ lang der Längsrichtung hinweg. Die Verbindungsgehäuse 11, Isolierkörper 9 und/oder das Getriebegehäuse 8 sind insbesondere mit Isoliergas befüllt, z. B. Clean Air. Der Druck des Isoliergases kann im Bereich des Umgebungsdrucks sein, womit keine zusätzlichen, aufwendigen Gasdichtungseinrichtungen oder druckfeste Gehäuse verwendet werden müssen.
Die zwei in Figur 1 dargestellten Unterbrechereinheiten 2, 3 sind jeweils koaxial in den Gehäusen 10 angeordnet und auf einer gemeinsamen Längsachse 23 mit den Isolierkörpern 9, welche durch die Verbindungsgehäuse 11 und das Getriebegehäu¬ se 8 insbesondere mittig verläuft. Das Getriebegehäuse 8 ist auf einem Träger 6 mechanisch stabil angeordnet, insbesondere mittig mit einer gemeinsamen vertikalen Achse. Der Träger 6 umfasst z. B. ein Traggestell 18, welches insbesondere über ein Fundament fest im Untergrund bzw. Boden verankert ist, und insbesondere in Form eines H-förmigen Stahlträgers ausge- bildet ist. Auf dem Traggestell 18 ist z. B. ein Basisgehäuse 15 insbesondere aus Metallblech und/oder Kunststoff angeord¬ net, an dem z. B. seitlich ein Antrieb 16 befestigt ist. Der Antrieb 16 ist z. B. ein Motor und/oder ein Federspeicheran- trieb, und kann weitere Elemente wie z. B. Getriebeteile,
Verklinkungen, Steuer- oder Regelelemente, Sensoren und/oder Kommunikationselemente umfassen.
Auf dem Traggestell 18 und/oder dem Basisgehäuse 15 ist z. B. wenigstens ein Stützisolator 13 angeordnet, welcher mehrtei¬ lig ausgebildet sein kann, wobei Teile insbesondere über Flansche z. B. aus Metall, insbesondere über Schraub-, Niet-, Löt- und/oder Schweißverbindungen, miteinander verbunden sind. Das Getriebegehäuse 8 ist auf dem Stützisolator 13 an¬ geordnet. Von einer Seite betrachtet ergibt der Hochspan- nungsleistungsschalter 1 eine T-Form, mit einem insbesondere säulenförmigen Träger 6, welcher vertikal nach oben, im Wesentlichen senkrecht auf dem Untergrund steht. Die zwei seit¬ lichen Arme der T-Form, links und rechts vom Träger 6, umfas¬ sen von links beginnend die erste Unterbrechereinheit 2 im Gehäuse 10, mechanisch stabil befestigt am Verbindungsgehäuse 11, mechanisch stabil befestigt am Isolierkörper 9, mecha¬ nisch stabil befestigt am Getriebegehäuse 8, mechanisch stabil befestigt am rechten Isolierkörper 9, mechanisch stabil befestigt am rechten Verbindungsgehäuse 11, mechanisch stabil befestigt am rechten Gehäuse 10 mit der zweiten Unter¬ brechereinheit 3.
Die erste Unterbrechereinheit 2 koaxial angeordnet im Gehäuse 10, das Verbindungsgehäuse 11, der Isolierkörper 9 mit seiner Längsachse, das Getriebegehäuse 8, der rechte Isolierkörper 9 mit seiner Längsachse, das rechte Verbindungsgehäuse 11, und das rechte Gehäuse 10 mit der zweiten Unterbrechereinheit 3 koaxial angeordnet, sind auf einer gemeinsamen Achse, insbe- sondere Längsachse 23, angeordnet. Die Achse 23 ist horizon¬ tal, im Wesentlichen parallel zum Untergrund, auf dem der Hochspannungsleistungsschalter 1 aufgestellt ist. Insbesonde- re im Inneren des linken Gehäuses 10, des linken Verbindungs¬ gehäuses 11, des linken Isolierkörpers 9, des Getriebegehäu¬ ses 8, des rechten Isolierkörpers 9, des rechten Verbindungs¬ gehäuses 11, und des rechten Gehäuses 10, und vom Getriebege- häuse 8 über insbesondere das Innere des Stützisolators 13 und/oder der Stützisolatoren 13 mit Flansch 14, und des Basisgehäuses 15, sind beweglich Elemente der kinematischen Kette 17 angeordnet und mit den Unterbrechereinheiten 2, 3 und mit dem Antrieb 16 verbunden.
Eine Schaltbewegung wird beim Schalten vom Antrieb 16, z. B. Federsp-f-eicherantrieb und/oder Motor, bereitgestellt und die Antriebsbewegung wird vom Antrieb 16 über die Elemente der kinematischen Kette 17 zu den Unterbrechereinheiten übertra- gen, insbesondere zu allen beweglichen Kontaktstücken der Unterbrechereinheiten. Z. B. Umlenkgetriebe 7, Schaltstangen, Hebel und/oder andere Elemente der kinematischen Kette 17 sind dabei vorgesehen, die Schaltbewegung insbesondere gleichzeitig oder zeitlich versetzt auf alle Unterbrecherein- heiten zu übertragen, und Änderungen in der Schaltgeschwindigkeit und/oder der Schaltrichtung zu ermöglichen. Dadurch werden Bewegungsprofile der beweglichen Kontaktstücke er¬ zeugt, welche für ein Schalten, insbesondere Ein- und/oder Ausschalten des Hochspannungsleistungsschalters 1 notwendig sind.
In Figur 2 ist schematisch in Schnittansicht der Hochspan- nungsleistungsschalter 1 der Figur 1 dargestellt, von oben betrachtet. In Figur 1 ist der Hochspannungsleistungsschalter 1 der Figur 2 von der linken Seite her betrachtet darge¬ stellt. Im Ausführungsbeispiel der Figuren des erfindungsge¬ mäßen Hochspannungsleistungsschalters 1 für einen Pol sind vier Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, 5 in Reihe verschaltet und paarweise auf zwei sich kreuzenden Achsen 23, 24 angeord- net. Die Achsen 23, 24 sind in einer Ebene angeordnet, insbe¬ sondere in einer horizontalen Ebene im Wesentlichen parallel zum Untergrund des Hochspannungsleistungsschalters 1. Der Hochspannungsleistungsschalter 1 weist von oben betrachtet eine Kreuzform auf, mit gleich langen Seiten. Die außen liegenden Enden der Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, 5 bilden die Ecken eines Quadrates. Die sich kreuzenden Achsen 23, 24 bil- den die Diagonalen des Quadrates. Die Achsen 23 und 24 schneiden sich in einem rechten Winkel, d. h. in einem Winkel von 90 Grad. Im Schnittpunkt ist das Getriebegehäuse 8 mit Umlenkgetriebe 7 angeordnet. Das Getriebegehäuse 8 mit Umlenkgetriebe 7 ist wie in Figur 1 dargestellt mittig auf einem insbesondere säulenförmigen Trä¬ ger 6 angeordnet. Der Hochspannungsleistungsschalter 1 setzt sich zusammen aus zwei sich im Winkel von 90 Grad kreuzenden T-Formen, welche einen gleichen, gemeinsamen bzw. identischen säulenförmigen Träger 6 aufweisen. Die Arme der T-Formen gehen in vier unterschiedliche Richtungen vom Träger 6 ab, wobei benachbarte Richtungen jeweils einen Winkel von 90 Grad einschließen. An den Enden der Arme ist jeweils eine Unterbrechereinheit 2, 3, 4, 5 angeordnet. Alle Unterbrecherein- heiten 2, 3, 4, 5 sind über das gemeinsame Umlenkgetriebe 7 mit Getriebegehäuse 8 verbunden, wobei jeweils zwischen dem Getriebegehäuse 8 und der jeweiligen Unterbrechereinheit 2, 3, 4, 5 ein Isolierkörper 9 und das Verbindungsgehäuse 11 an¬ geordnet sind .
Wie im Ausführungsbeispiel der Figur 2 dargestellt ist, sind die Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, 5 über elektrische Verbindungselemente 22, z. B. Kabel und/oder Schienen aus insbesondere Kupfer und/oder Aluminium, in Reihe miteinander ver- schaltet. Die elektrischen Verbindungselemente 22 sind in den Verbindungsgehäusen 11 angeordnet. Dazu sind die Verbindungs¬ gehäuse 11 derart ausgebildet, dass jeweils entlang der
Längsachse des Verbindungsgehäuses 11, im Inneren des Verbin¬ dungsgehäuses 11, insbesondere ein Verbindungselement 22 an- geordnet ist, welches zwei benachbarte Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, 5 miteinander verbindet. Die Verbindung erfolgt z. B. im Wesentlichen parallel oder identisch den Außenseiten des Quadrates, welches durch die Unterbrechereinheiten 2, 3, 4, 5 an den Ecken gebildet wird. Die Verbindungsgehäuse 11 sind z. B. aus einem Isolator, insbesondere aus Keramik, Silikon und/oder einem Verbundwerkstoff, welcher z. B. eine ge- rippte Außenoberfläche umfasst, für eine gute äußere elektri¬ sche Isolation. Die Verbindungsgehäuse 11 sind z. B. mit Iso¬ liergas, z. B. Clean Air gefüllt, oder umschließen die elektrischen Verbindungselemente 22 direkt. Die elektrischen Ver¬ bindungselemente 22 mit den Verbindungsgehäusen 11 können auch nach Art eines ummantelten Kabels oder einer ummantelten leitfähigen Schiene ausgeführt sein.
Die erste Unterbrechereinheit 2 weist an der nach außen zei¬ genden Seite einen elektrischen Anschluss 12 für z. B. elektrische Erzeuger, Verbraucher und/oder Netze auf, welche durch den Hochspannungsleistungsschalter 1 zu- und/oder abgeschaltet werden können. Auf der gegenüberliegenden Seite der Unterbrechereinheit 2 ist ein elektrisches Verbindungselement 22 angeschlossen, welches die erste Unterbrechereinheit 2 mit der zweiten Unterbrechereinheit 3, welche benachbart ist, elektrisch verbindet. Das Verbindungselement 22 ist im Ver¬ bindungsgehäuse 11 zwischen der ersten und zweiten Unterbre¬ chereinheit 2, 3 angeordnet. Das Verbindungsgehäuse 11 ist mit seinen Enden jeweils zwischen einer Unterbrechereinheit 2, 3 bzw. deren Gehäuse 10 und dem Isolierkörper 9 angeordnet, welcher die Unterbrechereinheit mechanisch am Umlenkge¬ triebe 7 bzw. am Getriebegehäuse 8 befestigt. Das Verbin¬ dungselement 22 ist mit der zweiten Unterbrechereinheit 3 auf der Seite elektrisch verbunden, welche in Richtung Isolierkörper 9 bzw. Umlenkgetriebe 7 weist.
Auf der gegenüberliegenden Seite der zweiten Unterbrechereinheit 3 ist ein elektrisches Verbindungselement 22 angeschlos¬ sen, welches die zweite Unterbrechereinheit 3 mit der dritten Unterbrechereinheit 4, welche benachbart zur zweiten Unter¬ brechereinheit 3 angeordnet ist, elektrisch verbindet. Das Verbindungselement 22 ist im Verbindungsgehäuse 11 zwischen der zweiten und dritten Unterbrechereinheit 3, 4 angeordnet. Das Verbindungsgehäuse 11 ist mit seinen Enden jeweils an der Unterbrechereinheit 3, 4 auf einer Seite angeordnet, welche gegenüber der Seite der Unterbrechereinheit 3, 4 bzw. dessen Gehäuses 10 liegt, die in Richtung des Isolierkörpers 9 bzw. des Getriebegehäuses 8 weist.
Auf der Seite der Unterbrechereinheit 4 bzw. dessen Gehäuses 10, welche in Richtung des Isolierkörpers 9 bzw. des Getrie- begehäuses 8 weist, ist die dritte Unterbrechereinheit 4 mit der vierten Unterbrechereinheit 5, welche benachbart ist, über ein Verbindungselement 22 verbunden. Das Verbindungsele¬ ment 22 ist im Verbindungsgehäuse 11 zwischen der dritten und der vierten Unterbrechereinheit 4, 5 angeordnet. Das Verbin- dungsgehäuse 11 ist mit seinen Enden jeweils zwischen einer Unterbrechereinheit 4, 5 bzw. deren Gehäuse 10 und dem Iso¬ lierkörper 9 angeordnet, welcher die Unterbrechereinheit me¬ chanisch am Umlenkgetriebe 7 bzw. am Getriebegehäuse 8 befes¬ tigt. Das Verbindungselement 22 ist mit der vierten Unterbre- chereinheit 3 auf der Seite elektrisch verbunden, welche in Richtung Isolierkörper 9 bzw. Umlenkgetriebe 7 weist.
Auf der gegenüberliegenden Seite der vierten Unterbrechereinheit 5 weist die vierte Unterbrechereinheit 5, auf der nach außen zeigenden Seite, einen elektrischen Anschluss 12 für z. B. elektrische Erzeuger, Verbraucher und/oder Netze auf, welche durch den Hochspannungsleistungsschalter 1 zu- und/oder abgeschaltet werden. Der Hochspannungsleistungsschalter 1 ist zwischen den elektrischen Anschlüssen 12 der ersten und vier- ten Unterbrechereinheit 2, 5 elektrisch angeordnet, zum
Schalten des elektrischen Strompfads über den Hochspannungs¬ leistungsschalter 1 zwischen den zwei elektrischen Anschlüssen 12. In Figur 3 ist schematisch eine Anordnung in Aufsicht bzw. eine Verwendung des erfindungsgemäßen Hochspannungsleistungs- schalters 1 der Figuren 1 und 2 dargestellt, welche zum Schalten von drei Phasen ausgebildet ist. Drei insbesondere gleichartige erfindungsgemäße Hochspannungsleistungsschalter 1 sind nebeneinander angeordnet, um drei Pole bzw. Phasen 19, 20, 21 schalten zu können, insbesondere gleichzeitig und/oder zeitlich versetzt.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele können unterei¬ nander kombiniert werden und/oder können mit dem Stand der Technik kombiniert werden. So können z. B. zwei, drei oder mehr erfindungsgemäße Hochspannungsleistungsschalter 1 verwendet werden. Statt zweier sich kreuzender Achsen 23 und 24 können mehr Achsen mit Unterbrechereinheiten verwendet werden. Die Achsen können sternförmig einen gemeinsamen Schnittpunkt aufweisen, insbesondere mit einem Umlenkgetriebe und/oder Stützeinrichtungen angeordnet am Schnittpunkt. Es können auch Anordnungen der Achsen mit Schnittpunkten versetzt voneinander, z. B. mit unterschiedlichen Umlenkgetrieben und/oder Stützeinrichtungen, welche insbesondere miteinander verbunden sind und/oder über Elemente einer kinemati- sehen Kette miteinander verbunden sind, verwendet werden. Die Unterbrechereinheiten, insbesondere die Achsen, auf welchen die Unterbrechereinheiten angeordnet sind, können in einer Ebene, oder in unterschiedlichen Ebenen liegen, insbesondere in im Wesentlichen parallelen Ebenen. Die Ebene oder die Ebe- nen können parallel oder in einem Winkel zum Untergrund ange¬ ordnet sein. Ein Arm kann eine Unterbrechereinheit oder mehr, z. B. zwei hintereinander auf einer Achse angeordnete, in Reihe verschaltete Unterbrechereinheiten aufweisen. Arme der Unterbrechereinheiten bzw. Achsen, auf welchen die Unterbrechereinheiten liegen, können benachbart einen bestimmten Winkel oder unterschiedliche Winkel zueinander auf¬ weisen. Abstände benachbarter Unterbrechereinheiten können gleich oder unterschiedlich, insbesondere nach einem regelmä- ßigen Muster oder unregelmäßig sein. Das Getriebegehäuse 8 kann mit Flanschen von oben betrachtet z. B. sechseckig ausgebildet sein, oder z. B. rund mit abgeflachten Bereichen. Bezugs zeichenliste
1 HochspannungsleistungsSchalter
2 erste Unterbrechereinheit
3 zweite Unterbrechereinheit
4 dritte Unterbrechereinheit
5 vierte Unterbrechereinheit
6 Träger
7 Umlenkgetriebe
8 Getriebegehäuse, insbesondere mit Flanschen
9 Isolierkörper
10 Gehäuse der Unterbrechereinheiten
11 Verbindungsgehäuse
12 elektrischer Anschluss
13 Stützisolator
14 Flansch
15 Basisgehäuse
16 Antrieb
17 kinematische Kette
18 Traggestell
19 erster Pol
20 zweiter Pol
21 dritter Pol
22 elektrisches Verbindungselement für Reihenschaltung
23 erste Achse
24 zweite Achse
25 Freiluft-Schalteinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Hochspannungsleistungsschalter (1) für einen Pol (19, 20, 21), mit Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5), welche in Reihe verschaltet sind und mechanisch stabil miteinander verbunden sind, wobei die Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5) auf wenigstens einem Träger (6) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5) auf unterschiedlichen Achsen (23, 24) angeordnet sind.
2. Hochspannungsleistungsschalter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5) Vakuumröhren und/oder gasgefüllte Leistungsschalter, insbesondere mit Nenn- und Lichtbogenkontakten, umfassen, insbesondere in einer Freiluft-Schalteinrichtung (25) .
3. Hochspannungsleistungsschalter (1) nach einem der vorher- gehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5) in einer Ebene angeordnet sind, insbesondere in einer Ebene im Wesentlichen pa¬ rallel zum Untergrund.
4. Hochspannungsleistungsschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
jeweils wenigstens zwei Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5) auf einer gemeinsamen Längsachse (23, 24) angeordnet sind, und/oder unterschiedliche Längsachsen (23, 24) umfasst sind, welche sich in einem Punkt schneiden, und/oder mit einem Winkel zwischen Längsachsen (23, 24) von 90 Grad. 5. Hochspannungsleistungsschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5) derart angeordnet sind, dass die Längsachsen (23, 24) der Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5) sternförmig sind, insbesondere mit einem gemeinsamen Schnittpunkt, und/oder dass die Längsachsen (23, 24) der Unterbrechereinheiten (2, 3, 4,
5) auf einem Kreuz angeordnet sind.
6. Hochspannungsleistungsschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Verschaltung der Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5) in Reihe über elektrische Kabel und/oder Schienen umfasst ist, insbesondere aus Kupfer und/oder Aluminium, insbesondere mit wenigstens einem Verbindungsgehäuse (11) zwischen Unterbre- chereinheiten (2, 3, 4, 5), welches an freien Enden der Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5) angeordnet ist und/oder welches keine mechanisch tragende Funktion für die Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5) aufweist.
7. Hochspannungsleistungsschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
genau ein Träger (6) umfasst ist, insbesondere in Form einer Säule und/oder senkrecht aufrechtstehend, und/oder dass der Träger (6) einen Stützisolator (13) oder mehrere, insbesonde¬ re über Flansche (14) verbundene Stützisolatoren (13) auf¬ weist, wobei Stützisolatoren (13) insbesondere Keramik, Sili¬ kon und/oder Kompositwerkstoffe umfassen, und/oder dass der Träger (6) ein Basisgehäuse (15), insbesondere aus Metall um- fasst, und/oder dass der Träger (6) ein Tragestell (18) um¬ fasst, insbesondere aus Metall.
8. Hochspannungsleistungsschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die auf dem wenigstens einen Träger (6) angeordneten Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5) an dem Träger (6) und/oder an einem Getriebegehäuse (8), welches auf dem Träger (6) ange¬ ordnet ist, mechanisch befestigt sind, insbesondere direkt und/oder über Isolierkörper (9), und/oder Verbindungsgehäuse (11), und/oder Gehäuse der Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5) , in welchen die Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5) angeordnet sind.
9. Hochspannungsleistungsschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Antrieb (16) umfasst ist, insbesondere seit¬ lich am Träger (6) angeordnet, und/oder Elemente einer kine¬ matischen Kette (17) umfasst sind, insbesondere Umlenkgetrie¬ be (7) und/oder Schaltstangen, zum Übertragen einer Antriebs- bewegung vom Antrieb (16) auf die Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5) zum insbesondere gleichzeitigen Schalten der Unterbrechereinheiten (2, 3, 4, 5).
10. Hochspannungsleistungsschalter (1) nach einem der vorher- gehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
Isoliereinrichtungen, insbesondere Isolierkörper (9) und/oder die Stützisolatoren (13), mit einem Isoliergas, insbesondere Clean Air, insbesondere mit einem Druck im Bereich des Umge- bungsdruckes des Hochspannungsleistungsschalters (1), befüllt sind .
11. Verwendung des Hochspannungsleistungsschalters (1) für einen Pol (19, 20, 21) nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, in einer Freiluft-Schalteinrichtung (25) , insbesondere in einer Freiluft-Schalteinrichtung (25) mit drei Polen (19,
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