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Dokumentenidentifikation DE102004029871A1 16.02.2006
Titel Leistungsschalter mit einer innerhalb eines Kapselungsgehäuses angeordneten Unterbrechereinheit
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Laskowski, Karsten, 13467 Berlin, DE;
Sorowski, Christoph, 13591 Berlin, DE
DE-Anmeldedatum 16.06.2004
DE-Aktenzeichen 102004029871
Offenlegungstag 16.02.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.02.2006
IPC-Hauptklasse H02B 5/06(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
Zusammenfassung Eine Unterbrechereinheit (1) eines Leistungsschalters ist innerhalb eines Kapselungsgehäuses (11) angeordnet. Der Leistungsschalter weist ein erstes und ein zweites Kontaktstück (2, 3) auf. Die Kontaktstücke (2, 3) sind relativ zueinander bewegbar. Die Unterbrechereinheit (1) weist weiterhin Strombahnabschnitte (8, 9) zur Zuführung eines elektrischen Stromes zu dem ersten Kontaktstück (2) und dem zweiten Kontaktstück (3) auf. Die Strombahnabschnitte (8, 9) sind Teil der Unterbrechereinheit (1), wobei zumindest einer der Strombahnabschnitte (8, 9) einen Anschlusskontakt (15, 16) aufweist, der zu einem ortsfesten Gegenkontakt (17a, b; 18a, b) verschiebbar ist. Bei geschlossenem Kapselungsgehäuse (11) ist zumindest einer der Strombahnabschnitte (8, 9) mittels einer Antriebseinrichtung (12, 13) bewegbar.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf Leistungsschalter mit einer innerhalb eines Kapselungsgehäuses angeordneten Unterbrechereinheit, die ein erstes Kontaktstück und ein zweites Kontaktstück aufweist, wobei die Kontaktstücke relativ zueinander bewegbar und axial gegenüberstehend angeordnet sind sowie mit einem ersten Strombahnabschnitt zur Zuführung eines elektrischen Stromes zu dem ersten Kontaktstück und einem zweiten Strombahnabschnitt zur Zuführung eines elektrischen Stromes zu dem zweiten Kontaktstück, wobei die Strombahnabschnitte Teil der Unterbrechereinheit sind und zumindest einer der Strombahnabschnitte einen Anschlusskontakt aufweist und relativ zu einem ortsfesten Gegenkontakt bewegbar ist.

Ein derartiger Leistungsschalter ist beispielsweise aus der Patentschrift DE 44 38 776 C1 bekannt. Der dortige Leistungsschalter ist Teil einer metallgekapselten elektrischen Hochspannungsschaltanlage. An einem ersten Ende des dortigen Leistungsschalters sind Anschlüsse zum Anschluss zweier Trennschalter angeordnet. Um ein einfaches Kontaktieren des Hochspannungsleistungsschalters mit den Trennschaltern zu ermöglichen, sind Steckkontakte vorgesehen, von denen einer als Messerkontakt und der andere als bolzenförmiger Kontakt ausgebildet ist. Bei einer Montage der Unterbrechereinheit wird die Unterbrechereinheit in das Kapselungsgehäuse eingeschoben und der Messerkontakt bzw. der Bolzenkontakt während des Einschubes geschlossen. Durch die Konstruktion der Kontaktstücke ist eine einfache Montage des Leistungsschalters ermöglicht.

Nach dem erfolgten Montieren des Leistungsschalters wird das Kapselungsgehäuse verschlossen und mit einem unter erhöhtem Druck stehenden Gas befüllt.

Trennschalter sind notwendig, um den Leistungsschalter wahlweise an verschiedene Sammelschienenabschnitte bzw. Zuleitungen anzuschließen. Neben den Trennschaltern selbst wird Platz für die Trennschalterantriebe benötigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsschalter anzugeben, der bei geringen Abmessungen einfach an verschiedene Sammelschienen- bzw. Leitungsabschnitte anschaltbar ist.

Die Aufgabe wird bei einem Leistungsschalter der eingangs ge nannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Strombahnabschnitt bei geschlossenem Kapselungsgehäuse mittels einer Antriebseinrichtung bewegbar ist.

Innerhalb eines geschlossenen Kapselungsgehäuses ist die Unterbrechereinheit des Leistungsschalters von einem unter er höhtem Druck stehenden Isoliergas, beispielsweise Schwefelhexafluorid oder Stickstoff, umgeben. Dieses Isoliergas ermöglicht bei geringen Abständen die Trennung großer Potenzialunterschiede. Durch eine Bewegung zumindest eines der Strombahnabschnitte ist zwischen dem Anschlusskontakt und dem Gegenkontakt eine Trennstelle ausbildbar. Mittels des Antriebes ist es möglich, die Bewegung der Strombahnabschnitte wiederholt auszuführen. Da nunmehr durch die Bewegung der Unterbrechereinheit selbst bzw. von Teilen der Unterbrechereinheit Trennstellen innerhalb des Kapselungsgehäuses erzeugbar sind, kann auf zusätzliches Bauvolumen benötigende Trennschalter verzichtet werden.

Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass der Strombahnabschnitt drehbar gelagert ist.

Eine drehbare Lagerung der Strombahnabschnitte ermöglicht es, den Anschlusskontakt auf einer Kreisbahn zu bewegen und so in den Gegenkontakt ein- bzw. auszufahren. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Kontaktstücke der Unterbrechereinheit ebenfalls zueinander verdrehbar sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kontaktstücke in verschiedenen Positionen zueinander positionierbar sind. Dadurch ist eine gleichmäßigere Kontaktabnutzung ermöglicht. Abbrandpunkte sowie Abrieb an den Kontaktstücken verteilen sich auf einem größeren Oberflächenbereich.

Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass der Strombahnabschnitt axial verschiebbar ist.

Durch die axiale Verschiebbarkeit kann der Anschlusskontakt auf einer linearen Bahn in den Gegenkontakt eingefahren werden. Eine Kombination aus einer Drehbewegung und einer axialen Bewegung des Strombahnabschnittes ermöglicht die Erzeugung einer Bewegung des Anschlusskontaktes auf einer spiralförmigen Bahn. Derartige Bewegungen sind relativ leicht durch die Überlagerung einer Drehbewegung des Strombahnabschnittes bei gleichzeitiger axialer Verschiebung erzeugbar.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann weiter vorsehen, dass die Unterbrechereinheit einen ersten Strombahnabschnitt und einen zweiten Strombahnabschnitt aufweist, wobei die beiden Strombahnabschnitte gemeinsam bewegbar sind.

Eine gemeinsame Bewegung zweier Strombahnabschnitte gestattet es, an der bisherigen Konstruktion einer Unterbrechereinheit eines Leistungsschalters festzuhalten und diese in Gänze zu bewegen. Die Strombahnabschnitte einer Unterbrechereinheit sind dabei annähernd rohrförmig ausgebildet und in axialer Richtung der Unterbrechereinheit jeweils endseitig angeordnet. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Strombahnabschnitte derart mechanisch stabil ausgebildet sind, dass sie eine Art Traggestell oder Chassis bilden, an welchem die weiteren Teile der Unterbrechreinheit befestigt werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Strombahnabschnitte konzentrisch zu den Kontaktstücken angeordnet sind, wobei die Kontaktstücke sowohl Nennstrom- als auch Lichtbogenkontaktstücke sein können. Die Strombahnabschnitte umgeben dabei das Kontaktsystem der Unterbrechereinheit. Das Kontaktsystem der Unterbrechereinheit kann neben den Kontaktstücken auch Kompressionseinrichtungen zur Erzeugung eines Löschgasstromes, Speichervolumen zur Aufnahme von aufgeheiztem Löschgas, Lichtbogenräume, innerhalb welchen ein Lichtbogen brennt oder auch eine Isolierstoffdüse, welche der Führung und Kräfteübertragung zwischen den beiden Seiten der Unterbrechereinheit mit den zwei Strombahnabschnitten dient, aufweisen. Die Strombahnabschnitte umgeben die Unterbrechereinheit endseitig und bilden die äußere Kontur der Unterbrechereinheit aus. Die Strombahnabschnitte können dabei mechanisch stabil ausgebildet sein und Tragkräfte aufnehmen und/oder als Schirmelement für ein elektrisches Feld dienen. Die Strombahnabschnitte können aus als Kontaktträger bezeichnet werden, das sie das eigentliche Kontaktsystem halten und tragen und der Zuführung von elektrischem Strom zu diesem dienen.

Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Unterbrechereinheit einen ersten Strombahnabschnitt und einen zweiten Strombahnabschnitt aufweist, wobei die beiden Strombahnabschnitte unabhängig voneinander bewegbar sind.

Eine unabhängige Bewegung der beiden Strombahnabschnitte ist dann besonders von Vorteil, wenn jedem der Strombahnabschnitte zumindest ein Anschlusskontakt zugeordnet ist. Dadurch besteht die Möglichkeit, unabhängig voneinander verschiedene Schaltungsvarianten auszubilden. So ist es beispielsweise möglich, eine unabhängige Zuschaltung oder Abtrennung zweier Sammelschienensysteme zu realisieren. Dazu ist es lediglich notwendig, einen Anschlusskontakt an dem ersten Strombahnabschnitt und einen Anschlusskontakt an dem zweiten Strombahnabschnitt vorzusehen. Mittels der beiden Anschlusskontakte kann jeweils ein Abgang zu der ersten oder zu der zweiten Sammelschiene angesteuert werden. Da diese Ansteuerung aufgrund der unabhängigen Bewegbarkeit der Strombahnabschnitte voneinander losgelöst erfolgen kann, ist die Auswahl der jeweiligen Sammelschienen beliebig vornehmbar. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass die Anschlusskontakte bzw. die Gegenkontakte derart ausgebildet sind, dass ein unterbrechungsfreier Wechsel von der ersten Sammelschiene auf die zweite Sammelschiene und umgekehrt vorgenommen werden kann. Eine Leistungsschaltung der Querkupplung kann mit der Unterbrechereinheit des Leistungsschalters vorgenommen werden.

Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Drehachse eines drehbar gelagerten Strombahnabschnittes näherungsweise parallel zur axialen Richtung der einander gegenüberstehenden Kontaktstücke verläuft.

Die Unterbrechereinheiten von Leistungsschaltern weisen eine im Wesentlichen langgestreckte rohrförmige Außenkontur auf. In der Axialrichtung der abgerundeten Außenkontur sind auch die Kontaktstücke ausgerichtet. Die drehbare Lagerung näherungsweise parallel zur Axialrichtung der einander gegenüberstehenden Kontaktstücke ermöglicht eine Drehung der Unterbrechereinheit auf einem sehr geringen Raum. Weiterhin ist es bei einer derartigen Ausrichtung der Drehachse leicht möglich, eine Antriebsbewegung auf die relativ zueinander bewegbaren Kontaktstücke von außen zu übertragen. Durch den im Wesentlichen koaxialen Aufbau der Unterbrechereinheit und einer weiterhin koaxial dazu angeordneten Antriebsstange ist es möglich, beispielsweise durch eine Drehkupplung in der Antriebsstange eine Schaltbewegung zur Unterbrechereinheit hin zu übertragen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Anschlusskontakt ein bewegtes Kontaktelement einer Trennschalteinrichtung und/oder einer Erdschalteinrichtung ist.

Trennschalteinrichtungen sind notwendig, um zusätzliche Trennstellen innerhalb eines elektrischen Leiters zu schaffen. Dadurch ist sichergestellt, dass bei einem Ausfall bzw. einem Versagen eines Leistungsschalters keine ungewollte Wiederherstellung einer Leiterstrecke erfolgt. Über eine Erdschalteinrichtung sind freigeschaltete Abschnitte erdbar. Somit ist eine weitere Absicherung bei einer Fehlbedienung oder bei einem Fehler eines elektrischen Schaltgerätes gegeben. Die Anordnung von bewegten Kontaktelementen an den Strombahnabschnitten oder an einem der Strombahnabschnitte gestattet eine Verbindung von bisher separat ausgeführten Leistungsschaltern und Trennschaltern. Somit ist eine sehr kompakte Schaltfeldanordnung herstellbar. Diese kann modulartig aufgebaut werden, da sämtliche benötigten Leistungsschaltkontakte, Trennschaltkontakte bzw. Erdkontakte innerhalb des Gasraumes der Unterbrechereinheit angeordnet sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Relativbewegung von dem ersten und dem zweiten Kontaktstück und die Bewegung der/des Strombahnabschnitte(s) durch eine gemeinsame Antriebseinrichtung erzeugbar sind.

Die Erzeugung der Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktstück erfolgt beispielsweise mittels einer koaxial zu den Kontaktstücken angeordneten Schaltstange. Über die Schaltstange ist zumindest eines der Kontaktstücke mit einem außerhalb des Kapselungsgehäuses angeordneten Antrieb verbunden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei einer Ausschaltbewegung des Leistungsschalters nach dem Erreichen der Endposition der Kontaktstücke eine weitere Bewegung durch die Antriebsstange in Ausschaltrichtung erfolgt, so dass eine axiale Verschiebung der Unterbrechereinheit oder auch nur eines der Strombahnabschnitte der Unterbrechereinheit erzeugt wird. Bei einem Einschaltvorgang wird dieses Prinzip umgekehrt, so dass zunächst der Strombahnabschnitt oder die Unterbrechereinheit in ihre Leistungsschaltposition verschoben wird und anschließend eine Einschaltung der Kontaktstücke durch ein Fortsetzen der axialen Bewegung der Schaltstange erfolgt. Zusätzlich kann die axiale Bewegung der Schaltstange durch eine Drehbewegung überlagert werden, wodurch unabhängig voneinander oder miteinander kombiniert eine Drehbewegung sowie eine Antriebsbewegung von einer gemeinsamen Antriebseinrichtung erzeugbar ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der axiale Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Strombahnabschnitt annähernd konstant ist.

Ein nahezu konstanter axialer Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Strombahnabschnitt ist es beispielsweise dann gegeben, wenn die beiden Strombahnabschnitte stets gleichartig bewegt werden. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn eine konventionell konstruierte Unterbrechereinheit eines Leistungsschalters axial verschiebbar und/oder drehbar gelagert ist.

Vorteilhafterweise kann auch vorgesehen sein, dass der axiale Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Strombahnabschnitt veränderbar ist.

Der axiale Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Strombahnabschnitt ist dann veränderbar, wenn die beiden Strombahnabschnitte unabhängig voneinander bewegbar sind. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Strombahnabschnitte der Unterbrechereinheit unabhängig voneinander gelagert sind und auch unabhängig voneinarder bewegbar sind. Eine separate Verschiebbarkeit der Strombahnabschnitte kann beispielsweise dadurch geschehen, dass jeder der Strombahnabschnitte unabhängig antreibbar ist, wobei eine gegenseitige Führung über Isolierelemente, beispielsweise eine Isolierstoffdüse, die koaxial zu Lichtbogenkcntaktstücken angeordnet ist, erfolgt. Es ist auch möglich, dass andere Bauteile zur Führung der Strombahnabschnitte vorgesehen sind. Beispielsweise ist auch die Schaltkammer der Unterbrechereinheit dazu einsetzbar. Alternativ kann jedoch auch vollständig auf eine gegenseitige Abstützung/Führung der Strombahnabschnitte verzichtet werden. In diesem Falle ist jeder der Strombahnabschnitte unabhängig voreinander endseitig gelagert und geführt. Dadurch ist zwischen den Hälften der Unterbrechereinheit eine freie Gasstrecke ausbildbar, die eine zusätzliche Trennerfunktion erfüllen kann.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung schematisch gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.

Dabei zeigt die

1 einen Schnitt durch eine schematische Darstellung einer Unterbrechereinheit, die

2 einen Schnitt durch einen Leistungsschalter mit montierter Unterbrechereinheit, die

3 einen Schnitt durch eine Anwendung des Leistungsschalters in einer gasisolierten Schaltanlage, die

4 eine Anwendung des Leistungsschalters in einer Freiluftausführung und die

5 eine Ausgestaltungsvariante eines Leistungsschalters mit axial verschiebbar sowie drehbar gelagerter Unterbrechereinheit.

Die in der 1 dargestellte Unterbrechereinheit 1 eines Leistungsschalters weist ein erstes Kontaktstück 2 sowie ein zweites Kontaktstück 3 auf. Die beiden Kontaktstücke 2, 3 sind als Lichtbogenkontaktstücke ausgebildet und axial gegenüberliegend angeordnet. Das erste Kontaktstück 2 ist in Form eines Tulpenkontaktes ausgebildet, das zweite Kontaktstück 3 ist in Form eines bolzenförmigen Kontaktstückes ausgebildet. Konzentrisch zu dem ersten Kontaktstück 2 ist ein erstes Nennstromkontaktstück 4 angeordnet. Des Weiteren ist konzentrisch zu dem zweiten Kontaktstück 3 ist ein zweites Nennstromkontaktstück 5 angeordnet. Über eine Antriebsstange 6 ist eine Bewegung von einem in der 1 nicht dargestellten Antrieb auf das erste Kontaktstück 2 sowie das erste Nennstromkontaktstück 4 übertragbar. Koaxial zu dem ersten Kontaktstück 2 ist eine Isolierstoffdüse 7 angeordnet. Die Isolierstoffdüse 7 umgibt das erste Kontaktstück 2 sowie das zweite Kontaktstück 3. Die Isolierstoffdüse 7 selbst ist von dem ersten Nennstromkontaktstück 4 und dem zweiten Nennstromkontaktstück 5 umgeben. Die Isolierstoffdüse 7 ist fest mit dem ersten Nennstromkontaktstück 4 sowie dem ersten Kontaktstück 2 verbunden. Die Isolierstoffdüse 7 ragt mit ihrem freien Ende in Richtung des zweiten Kontaktstückes 3 sowie des zweiten Nennstromkontaktstückes 5 und ist dort gleitend gelagert, um Schwingungen zu verhindern. Alternativ ist auch vorsehbar, dass die Isolierstoffdüse 7 freitragend unter Verzicht auf eine gleitende Lagerung in Richtung des zweiten Kontaktstückes 3 und des zweiten Nennstromkontaktstückes 5 ragt. Gegebenenfalls kann auch auf die Verwendung einer Isolierstoffdüse 7 verzichtet werden. Die Unterbrechereinheit 1 weist des Weiteren einen ersten Strombahnabschnitt 8 sowie einen zweiten Strombahnabschnitt 9 auf. Die Strombahnabschnitte 8, 9 sind im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet und umgeben das Kontaktsystem, so dass eine dielektrisch vorteilhafte äußere Kontur der Unterbrechereinheit entsteht. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der erste Strombahnabschnitt 8 sowie der zweite Strombahnabschnitt 9 beispielsweise aus dem ersten Nennstromkontaktstück 4 sowie dem zweiten Nennstromkontaktstück 5 gebildet sind. Um den Abstand zwischen den Strombahnabschnitten 8, 9 konstant zu halten sowie die zueinander bewegbaren Abschnitte zu positionieren, sind die beiden Strombahnabschnitte 8, 9 mittels Isolierstangen 10a, b winkelstarr miteinander verbunden. Die in der 1 dargestellte Unterbrechereinheit kann beispielsweise einpolig isoliert innerhalb eines Kapselungsgehäuses angeordnet sein. Alternativ können auch mehrere dieser Unterbrechereinheiten innerhalb eines gemeinsamen Kapselungsgehäuses angeordnet sein.

In der 2 ist ein Einbau der Unterbrechereinheit 1 in ein Kapselungsgehäuse 11 dargestellt. Zu erkennen ist der erste Strombahnabschnitt 8 sowie der zweite Strombahnabschnitt 9 und teilweise die Isolierstoffdüse 7. Mit gleichen Funktionen versehene Baugruppen sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Abweichend von der in der 1 dargestellten Unterbrechereinheit wurde auf die Koppelung der Strombahnabschnitte 8, 9 mittels Isolierstangen 10a, b verzichtet. Dadurch ist es möglich, die beiden Strombahnabschnitte 8, 9 unabhängig voneinander zu drehen. Die Stabilisierung und Abstützung der beiden Hälften der Unterbrechereinheit 1 erfolgt über die Isolierstoffdüse 7. Die Unterbrechereinheit 1 ist innerhalb des Kapselungsgehäuses 11 drehbar gelagert angeordnet. Die Drehachse verläuft dabei durch die einander axial gegenüberstehenden Kontaktstücke. Über ein Getriebe ist eine Drehbewegung einer ersten Antriebseinrichtung 12 in das Innere des Gehäuses eingekoppelt. Mittels der ersten Antriebseinrichtung 12 ist bei abgeschlossenem Kapselungsgehäuse 11 der erste Strombahnabschnitt 8 drehbar. Ebenso ist über eine zweite Antriebseinrichtung 13 und eine Getriebeanordnung der zweite Strombahnabschnitt 9 im Innern des Kapselungsgehäuses 11 drehbar. Mittels einer dritten Antriebseinrichtung 14 kann über eine Antriebsstange 6 eine axiale Bewegung zumindest auf das erste Kontaktstück 2 und das erste Nennstromkontaktstück 4 übertragen werden. Somit ist eine Relativbewegung zwischen dem ersten Kontaktstück 2 und dem zweiten Kontaktstück 3 erzeugbar.

An dem ersten Strombahnabschnitt 8 ist ein erster Anschlusskontakt 15, an dem zweiten Strombahnabschnitt 9 ist ein zweiter Anschlusskontakt 16 angeordnet. Die Anschlusskontakte 15, 16 ragen radial von der Axialrichtung der Unterbrechereinheit 1 nach außen ab (siehe Querschnittdarstellung). Jedem der Anschlusskontakte 15, 16 ist ein ortsfester erster Gegenkontakt 17a, b sowie ein ortsfester zweiter Gegenkontakt 18a, b zugeordnet. An die ortsfesten Gegenkontakte 17a, b; 18a, b sind beispielsweise Sammelschienen, elektrische Leitungen, Freiluftdurchführungen oder ähnliche Einrichtungen zur Zuführung eines elektrischen Stromes anschließbar. Über elektrisch isolierende Bereiche ist der Strom durch das aus elektrisch leitendem Material gefertigte Kapselungsgehäuse 11 hindurch übertragbar. Das Kapselungsgehäuse 11 ist mit einem Erdpotential beaufschlagt. Wie aus der Querschnittdarstellung der 2 erkennbar, sind die ortsfesten Gegenkontakte 17a, b; 18a, b in Form von elastisch verformbaren schlitzförmigen Kontakten gebildet, so dass bei einer Rotation der Unterbrechereinheit 1 bzw. des ersten Strombahnabschnittes 8 und/oder des zweiten Strombahnabschnittes 9 die als Messerkontakt ausgeführten Anschlusskontakte 15, 16 in die Gegenkontakte 17a, b; 18a, b einfahren können. Es ist weiterhin möglich, Messerkontakte und Gegenkontakte gegeneinander auszutauschen oder auch andere Kontaktformen zu verwenden. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass mit dem geerdeten Kapselungsgehäuse 11 Erdungskontakte 19a, b verbunden sind. Die Erdungskontakte 19a, b gestatten bei einem Einfahren der Anschlusskontakte 15, 16 ein Erden des ersten Strombahnabschnittes 8 sowie des zweiten Strombahnabschnittes 9. Bei einer zum Beispiel sektorförmigen Ausgestaltung der Anschlusskontakte 15, 16 und bei einer entsprechenden Anordnung der Gegenkontakte ist es weiterhin möglich, einen unterbrechungsfreien Wechsel von einem Gegenkontakt auf einen anderen Gegenkontakt vorzunehmen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein unterbrechungsfreier Sammelschienenwechsel durchzuführen ist. Durch die unabhängig voneinander wirkenden erste und zweite Antriebseinrichtung 12, 13 sind die beiden Strombahnabschnitte 8, 9, die jeweils zu einer Hälfte des Kontaktsystems zugehörig und mit dieser Hälfte elektrisch leitend verbunden sind, unabhängig voneinander bewegbar.

Die 3 zeigt eine Anwendung der aus der 2 bekannten Unterbrechereinheit. An dem Leistungsschalter sind eine erste Sammelschiene 20 sowie eine zweite Sammelschiene 21 angeflanscht. Über den ersten Anschlusskontakt 15 ist wechselweise die erste Sammelschiene 20 oder die zweite Sammelschiene 21 kontaktierbar. Über den zweiten Anschlusskontakt 16 ist wechselweise ein erstes Kabel 22 sowie ein zweites Kabel 23 anschließbar. Wahlweise ist es nunmehr möglich, eine Versorgung der ersten Sammelschiene 20 oder zweiten Sammelschiene 21 über das erste Kabel 22 oder das zweite Kabel 23 vorzunehmen. Der jeweilige Kabelzugang bzw. Sammelschienenabgang ist dabei über die Unterbrechereinheit schaltbar. Statt der Kabel können auch andere Anschlüsse wie beispielsweise Freiluftdurchführung, Trafoanschlüsse usw. eingesetzt werden.

Die 4 zeigt eine Abwandlung der in der 3 gezeigten Leistungsschalteranordnung. In der 4 ist der bekannten Leistungsschalter in Dead-Tank-Bauweise ausgeführt. Eine erste Freiluftdurchführung 24 sowie eine zweite Freiluftdurchführung 25 sind an die ersten Gegenkontakte 17a, b angeflanscht. Über die Freiluftdurchführungen 24, 25 können beispielsweise Freileitungen leicht an die Unterbrechereinheit 1 angeschlossen werden. Mittels des ersten Anschlusskontaktes 15 und des zweiten Anschlusskontaktes 16 sind zu den Freiluftdurchführungen 24, 25 Trennstellen ausbildbar. Bei einer entsprechenden Verschaltung beispielsweise einer elektrischen Kontaktierung des ersten Anschlusskontaktes 15 mit dem Gegenkontakt 17a und geschlossenem Kontaktsystem der Unterbrechereinheit kann der zweite Anschlusskontakt 16 in einen Erdungspunkt eingefahren werden. Dadurch ist es möglich, einen Leiterpfad zum Leistungsschalter zu erden.

Die 5 zeigt eine zweite Variante eines Hochspannungsleistungsschalters 100. Der Hochspannungsleistungsschalter 100 weist eine modifizierte Unterbrechereinheit 101 auf. Die Unterbrechereinheit 101 weist weiterhin einen ersten Strombahnabschnitt 108 sowie einen zweiten Strombahnabschnitt 109 auf. Der erste Strombahnabschnitt 108 sowie der zweite Strombahnabschnitt 109 sind wie aus den vorherstehenden Beispielen bekannt, drehbar gelagert. Zusätzlich sind der erste Strombahnabschnitt 108 sowie der zweite Strombahnabschnitt 109 weiterhin unabhängig voneinander axial verschiebbar. Dadurch ist es möglich, den an dem ersten Strombahnabschnitt 108 angeordneten ersten Anschlusskontakt 115 sowie den an dem zweiten Strombahnabschnitt 109 angeordneten zweiten Anschlusskontakt 116 auch längs der Hauptachse der Unterbrechereinheit 101 zu verschieben. Dadurch ist die Kontaktierungsmöglichkeit der Anschlusskontakte 115, 116 erweitert. Nunmehr besteht die Möglichkeit, in mehreren Ebenen radial um die Unterbrechereinheit 101 herum eine Vielzahl von ortsfesten Gegenkontakten anzuordnen. Bei einer Überlagerung einer Drehbewegung sowie einer Axialbewegung können die Anschlusskontakte auch auf einer spiralförmigen Bewegungsbahn bewegt werden. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass an zumindest einem der Strombahnabschnitte 108, 109 mehrere Anschlusskontakte 115, 116 angeordnet sind, so dass eine größere Anzahl von Schaltungsvarianten erzeugbar ist. Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass die Gegenkontakte eine Einfahrrichtung beispielsweise auch in axialer oder schräger Richtung vorsehen, so dass ein Kontaktieren nur bei einer bestimmten Drehbewegung und/oder axialen Bewegung der Unterbrechereinheit 101 bzw. des ersten Strombahnabschnittes 108 oder des zweiten Strombahnabschnittes 109 erfolgen kann. Die Erzeugung einer rotierenden Bewegung kann – wie aus der 1 bekannt – über separate Antriebe erfolgen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass ein Antrieb 117 zur axialen Verschiebung der gesamten Unterbrechereinheit oder auch nur eines der Strombahnabschnitte 109 vorgesehen ist. Beispielsweise kann über ein Spindelgetriebe eine axiale Verschiebung vorgenommen werden. Gleichzeitig könnte über eine entsprechende Kulissenführung eine Drehbewegung des zweiten Strombahnabschnittes 109 erzwungen werden. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass nur eine dieser beiden Bewegungen auf den zweiten Strombahnabschnitt 109 übertragen wird. Weiterhin kann auch vorgesehen sein, dass die zum Antrieb der Kontaktstücke der Unterbrechereinheit 101 vorgesehene Antriebsstange 106 zur Übertragung einer axialen Bewegung auf die gesamte Unterbrechereinheit 101 oder auf nur den ersten Strombahnabschnitt 108 vorgesehen ist. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei einem Einschaltvorgang zunächst eine Bewegung der Unterbrechereinheit 101 bzw. des ersten Strombahnabschnittes 108 erfolgt und anschließend eine Bewegung der Kontaktstücke einsetzt. Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, dass die Antriebsstange 106 derartig gestaltet ist, dass sie in eine Drehbewegung versetzt wird. Über diese Drehbewegung kann beispielsweise eine Drehbewegung der Unterbrechereinheit 101 oder des ersten Strombahnabschnittes 108 erzeugt werden. Weiterhin kann auch über die Drehbewegung eine axiale Verschiebung der Unterbrechereinheit 101 bzw. des ersten Strombahnabschnittes 108 erfolgen.


Anspruch[de]
  1. Leistungsschalter mit einer innerhalb eines Kapselungsgehäuses (11) angeordneten Unterbrechereinheit (1), die ein erstes Kontaktstück (2) und ein zweites Kontaktstück (3) aufweist, wobei die Kontaktstücke (2, 3) relativ zueinander bewegbar und axial gegenüberstehend angeordnet sind sowie mit einem ersten Strombahnabschnitt (8) zur Zuführung eines elektrischen Stromes zu dem ersten Kontaktstück (2) und einem zweiten Strombahnabschnitt (9) zur Zuführung eines elektrischen Stromes zu dem zweiten Kontaktstück (3), wobei die Strombahnabschnitte (8, 9) Teil der Unterbrechereinheit (1) sind und zumindest einer der Strombahnabschnitte (8, 9) einen Anschlusskontakt (15, 16) aufweist und relativ zu einem ortsfesten Gegenkontakt (17a, b, 18a, b) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Strombahnabschnitt (8, 9) bei geschlossenem Kapselungsgehäuse (11) mittels einer Antriebseinrichtung (12, 13) bewegbar ist.
  2. Leistungsschalter mit einer Unterbrechereinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strombahnabschnitt (8, 9) drehbar gelagert ist.
  3. Leistungsschalter mit einer Unterbrechereinheit (101) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strombahnabschnitt (108, 109) axial verschiebbar ist.
  4. Leistungsschalter mit einer Unterbrechereinheit (1) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechereinheit einen ersten Strombahnabschnitt (8) und einen zweiten Strombahnabschnitt (9) aufweist, wobei die beiden Strombahnabschnitte (8, 9) gemeinsam bewegbar sind.
  5. Leistungsschalter mit einer Unterbrechereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechereinheit (1) einen ersten Strombahnabschnitt (8) und einen zweiten Strombahnabschnitt (9) aufweist, wobei die beiden Strombahnabschnitte (8, 9) unabhängig voneinander bewegbar sind.
  6. Leistungsschalter mit einer Unterbrechereinheit (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse eines drehbar gelagerten Strombahnabschnittes (8, 9) näherungsweise parallel zur axialen Richtung der einander gegenüberstehenden Kontaktstücke (2, 3) verläuft.
  7. Leistungsschalter mit einer Unterbrechereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskontakt (15, 16) ein bewegtes Kontaktelement einer Trennschalteinrichtung und/oder einer Erdschalteinrichtung ist.
  8. Leistungsschalter mit einer Unterbrechereinheit (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung von dem ersten und dem zweiten Kontaktstück (2, 3) und die Bewegung der/des Strombahnabschnitte(s) (108, 109) durch eine gemeinsame Antriebseinrichtung (106) erzeugbar sind.
  9. Leistungsschalter mit einer Unterbrechereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Strombahnabschnitt (8, 9) annähernd konstant ist.
  10. Leistungsschalter mit einer Unterbrechereinheit (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Strombahnabschnitt (108, 109) veränderbar ist.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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