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EP1977435A1 - Electrical switching device with potential control - Google Patents

Electrical switching device with potential control

Info

Publication number
EP1977435A1
EP1977435A1 EP07703610A EP07703610A EP1977435A1 EP 1977435 A1 EP1977435 A1 EP 1977435A1 EP 07703610 A EP07703610 A EP 07703610A EP 07703610 A EP07703610 A EP 07703610A EP 1977435 A1 EP1977435 A1 EP 1977435A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrical
switching device
interrupter
electrical switching
interrupter unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07703610A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heiko Jahn
Christian Wallner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP1977435A1 publication Critical patent/EP1977435A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/14—Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/16—Impedances connected with contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/14—Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc
    • H01H2033/146—Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc using capacitors, e.g. for the voltage division over the different switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/008—Pedestal mounted switch gear combinations

Definitions

  • the invention relates to an electrical Heidelberggerat, umfas ⁇ send at least one interrupter unit for interrupting an existing electrical connection, wherein the interrupter unit has an electrical capacitance with respect to the electrical ground.
  • the invention relates to the use of the inventive dungsgeEffgerats for DC or AC networks.
  • Electrical switching devices are essential components of an electrical supply network. Electrical switching devices in the context of the present invention are switching devices for high voltage applications with more than 1 kV voltage.
  • a plurality of interrupter units are activated one after the other due to the high switched voltages in an electrical switching device. assigns.
  • uneven voltage distributions arise between the individual interrupter units and between the interrupter units against the electrical earth, which can result in part in the destruction of the voltage-loaded interrupter unit and thus of the electrical switching device.
  • control capacitors are connected in parallel with the electrical switch point of each interrupter unit, which serve to form an almost uniformly distributed voltage across the electrical switching device.
  • the individual interrupter units of the electrical switching device are subjected to almost equal stress in terms of voltage.
  • These control capacitors lead to an almost complete galvanic isolation of the individual breaker units in the switched-off state with an applied AC voltage and are therefore used as standard in high-voltage circuit breakers.
  • control capacitors in electrical Weggeraten represents a significant cost factor.
  • the additional control capacitors within the interrupter units generate mechanical loads that can lead to the destruction of the electrical Weggerats especially when strong vibrations occur as in a quake or a storm.
  • harmful resonances of the voltage amplitudes within the electrical Weggerats or even within the entire electrical supply network arise.
  • the document DE 199 58 646 C2 discloses a hybrid power switch with a vacuum switching chamber designed as a selector chamber with a conductive coating. A second switching chamber provided contains no conductive coating.
  • the working range of the electrical resistance of the hybrid power switch generated by the conductive coating is less than 500 k ⁇ .
  • Object of the present invention is therefore to avoid the above-mentioned disadvantages in the prior art and to provide an electrical switching device at your disposal, which is inexpensive to manufacture.
  • Switching device is switched. Despite the use of just no control capacitor and an associated electrical capacitance parallel to the electrical switch point within the interrupter unit, a voltage equal distribution over the electrical switching device is achieved.
  • the electricalmaschineat has at least two interrupter units, in each case in parallel with each electrical formwork ters adjusting a Resistive and / or inductively-acting electrical ⁇ ULTRASONIC component is connected in parallel.
  • each electrical formwork ters adjusting a Resistive and / or inductively-acting electrical ⁇ ULTRASONIC component is connected in parallel.
  • Resistive and / or inductively-acting electrical ⁇ specific component as a combination of a resistor and an inductively-acting electrical component together be switched and used parallel to the electrical switch point for voltage division.
  • the aforementioned examples of these disclosed non-capacitive electrical components are not restrictive and therefore also include surge arresters.
  • the interrupter unit is a switching chamber with a switch point, wherein the Sehaltkarmmer has a weakly conductive coating.
  • This coating acts as an electrical resistance, which is arranged parallel to the arranged inside the switching chamber electrical switch point.
  • the conductive coating is attached to the inner walls of the switching chamber.
  • the conductive coating contains conductive paints, conductive plastics, such as: B. filled with Leitfahtechniksruß plastics or intrinsically conductive plastics, such. B. doped polyacetylene or Polypyrrpol.
  • the conductive coating may contain conductive glazes, such as. B. Glazes with SnO / Sb x O y additives.
  • the conductive coating is advantageously applied from the inside to the inner walls of the switching chamber, in particular brushed and / or sprayed on and / or applied by a dipping process.
  • an insulating duster is used for holding at least one interrupter unit, wherein the duster is also coated from the inside with a conductive coating.
  • the adjacent breaker units may occupy any angle with each other. The resulting loss of heat through the
  • the resistance value of the resistor R s connected in parallel with the electrical switch point should be selected such that the resistance value of the resistively and / or inductively acting electrical component connected in parallel with the electrical switch point has the following formula for an electrical switching device having at least one first and one adjacent second interrupter unit is selected at AC voltage so that the quotient of the voltage U applied to the first interrupter unit based on the voltage applied to the first and second interrupter units total voltage U GES approximately gives the value 0.5:
  • the parameter C ⁇ stands for the electrical capacitance of the first interrupter unit when the switch point is open and C E stands for the electrical capacitance of the first and second interrupter unit with respect to the electrical ground.
  • the resistances in both switching chambers are the same for this case and chosen so that about 50% of the applied total voltage U GES drops across each switching chamber via the respective interrupter unit.
  • Breaker units in an electricmaschinegerat with more than two sub is designated as the first interrupter unit interrupter unit always hen in relation to the closing of ⁇ , adjacent second interrupter unit Anlagense ⁇ .
  • the voltage applied to these two interrupter units voltage is to be based on the applied total voltage U GE S.
  • the resistance Rs for the first and second breaker unit is to be calculated in a first step.
  • the former second interrupter unit is defined as the first interrupter unit then in a second step and the third switch unit as a second interrupter ⁇ unit basis.
  • the voltage U GES in this case is the voltage applied to the second and third interrupter unit.
  • the reactance of the inductively acting electrical component is to be calculated as a value to be calculated R 3 analogous to the above formula.
  • the electrical switching device is a circuit breaker, in particular for high-voltage systems.
  • the electrical switching device according to the invention is used in a direct or alternating voltage network, in particular for high voltages.
  • FIG. 1 shows a side view of the electrical switching device with two breaker units and the electrical equivalent circuit diagram
  • FIG. 2 shows a schematic side view of an interrupter unit with an internally arranged conductive coating of the interrupter chamber
  • FIG. Fig. 3 Preparation voltage drop across a interrup ⁇ cheraji based on a used control resistor R 3 per interrupter unit for different capacities of the interrupter unit C ⁇ , and the capacity of the sub ⁇ interrupter units to electrically earth.
  • FIG. 1 shows a side view of the electrical switching device 1 with two breaker units 2 a, 2 b as well as the electrical equivalent circuit diagram.
  • the interrupter units 2a, 2b of the electric Weggerats 1 are fixed by means of a Stut ⁇ decomp. 6
  • the switch points 3 arranged in the breaker units 2 a, 2 b are not shown in FIG. 1.
  • the breaker units 2a, 2b have an electrical capacitance C e with respect to the electrical ground.
  • the electric capacitance Cy connected as a capacitance Ck of the interrupter unit 2a is open, switch position 3 parallel to a resistor R 3.
  • the resistor 4 By using the resistor 4 as a parallel to the capacitance of the interruption unit 2 a connected resistive-acting electrical component, a voltage equal distribution over the electrical switching device 1 is ensured.
  • FIG. 2 shows a schematic side view of the interrupter unit 2 a with an internally arranged conductive coating 5 of the interrupter chamber 7.
  • the conductive coating 5 serves as a resitively acting electrical component 4 parallel to the electrical switch point 3 arranged in the switching chamber 7 (not shown).
  • Fig. 3 is the voltage drop across an interrupter unit with respect to a used control resistor R s applied per interrupter unit for different electrical capacities. It can be seen from FIG. 3 that, given a capacitance of the interrupter unit 2a when the switch point 3 is open, an electrical capacitance C k of 2OpF to 5OpF and assumed capacitances of the interrupter unit 2a with respect to the electrical ground of 20 pF to 50 pF have a different course the quotient of the voltage U applied across the first interrupter unit 2a is present relative to the total voltage U tot applied across the two interrupter units 2a, 2b.
  • the resistance value R s is chosen optimally such that a nearly equal voltage is applied to the two interrupter units 2a, 2b. With the aforementioned capacitances a Gleichver ⁇ distribution of the applied total voltage across both interrupter units 2 a, 2 b is ensured.

Landscapes

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

Abstract

Electrical switching device with potential control Electrical switching device, having at least one interrupter unit, wherein the interrupter unit has an electrical switching point, and the interrupter unit having in each case one switching point has an electrical capacitance with respect to the electrical grounding. Conventionally, electrical switching devices, such as circuit breakers for high-voltage installations, for example, with so-called control capacitors, which are connected in parallel with the switching point, are used for making the voltage uniform across a plurality of interrupter units of an electrical switching device. As a result, a virtually uniform voltage load on all the interrupter units of the electrical switching device is ensured. The subject matter of the present invention is to use resistive and/or inductive components for making the voltage uniform across an electrical switching device instead of or in addition to the control capacitors used.

Description

Beschreibungdescription

Elektrisches Schaltgerat mit PotentialsteuerungElectrical switching device with potential control

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltgerat, umfas¬ send mindestens eine Unterbrechereinheit zur Unterbrechung einer bestehenden elektrischen Verbindung, wobei die Unterbrechereinheit eine elektrische Kapazität gegenüber der e- lektrischen Erdung besitzt.The invention relates to an electrical Schaltgerat, umfas ¬ send at least one interrupter unit for interrupting an existing electrical connection, wherein the interrupter unit has an electrical capacitance with respect to the electrical ground.

Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung des erfin- dungsgemaßen elektrischen Schaltgerats für Gleich- oder Wechselspannungsnetze .Furthermore, the invention relates to the use of the inventive dungsgemaßen electrical Schaltgerats for DC or AC networks.

Elektrische Schaltgerate sind unerlassliche Komponenten eines elektrischen Versorgungsnetzwerkes. Elektrische Schaltgerate im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Schaltgerate für Hochspannungsanwendungen mit mehr als 1 kV Spannung.Electrical switching devices are essential components of an electrical supply network. Electrical switching devices in the context of the present invention are switching devices for high voltage applications with more than 1 kV voltage.

Üblicherweise ist die Hauptkomponente eines elektrischenUsually, the main component of an electrical

Schaltgerats - insbesondere für Hochspannungsanlagen - eine Unterbrechereinheit, bestehend aus einer Schaltkammer mit einer in der Schaltkammer befindlichen elektrischen Schalterstelle. Im geöffneten Zustand der elektrischen Schalterstelle wirkt die Schalterstelle des elektrischen Schaltgerats wie ein Kondensator mit der elektrischen Kapazität CR. Des Weiteren bildet sich zwischen dem Spannung fuhrenden elektrischen Schaltgerat und der elektrischen Erdung ebenfalls eine elektrische Kapazität CE aus.Schaltgerats - especially for high voltage systems - an interrupter unit consisting of a switching chamber with an electrical switch point located in the switching chamber. In the open state of the electrical switch point, the switch point of the electrical Schaltgerats acts as a capacitor with the electrical capacitance C R. Furthermore, an electrical capacitance C E is also formed between the voltage-carrying electrical switching device and the electrical ground.

Insbesondere bei elektrischen Schaltgeraten, wie z.B. Leistungsschaltern, für den Hochspannungsbereich werden aufgrund der hohen geschalteten Spannungen in einem elektrischen Schaltgerat mehrere Unterbrechereinheiten nacheinander ange- ordnet. Im ausgeschalteten Zustand des elektrischen Schaltge- rats ergeben sich dabei zwischen den einzelnen Unterbrechereinheiten sowie zwischen den Unterbrechereinheiten gegen e- lektrische Erde ungleichmäßige Spannungsverteilungen, die zum Teil zur Zerstörung der spannungsbelasteten Unterbrechereinheit und damit des elektrischen Schaltgerats fuhren können.Particularly in the case of electrical switching devices, such as, for example, circuit breakers, for the high-voltage region, a plurality of interrupter units are activated one after the other due to the high switched voltages in an electrical switching device. assigns. In the switched-off state of the electrical switching device, uneven voltage distributions arise between the individual interrupter units and between the interrupter units against the electrical earth, which can result in part in the destruction of the voltage-loaded interrupter unit and thus of the electrical switching device.

Aus diesem Grunde werden parallel zur elektrischen Schalterstelle jeder Unterbrechereinheit so genannte Steuerkondensa- toren geschaltet, die zur Ausbildung einer nahezu gleich verteilten Spannung über das elektrische Schaltgerat dienen. Durch die Verwendung eines Steuerkondensators für jede Unterbrechereinheit werden die einzelnen Unterbrechereinheiten des elektrischen Schaltgerats spannungsmaßig nahezu gleich be- lastet. Diese Steuerkondensatoren fuhren bei einer anliegenden Wechselspannung zu einer fast vollständigen galvanischen Trennung der einzelnen Unterbrechereinheiten im ausgeschalteten Zustand und werden daher in Hochspannungsleistungsschal- tern standardmäßig eingesetzt.For this reason, so-called control capacitors are connected in parallel with the electrical switch point of each interrupter unit, which serve to form an almost uniformly distributed voltage across the electrical switching device. By using a control capacitor for each interrupter unit, the individual interrupter units of the electrical switching device are subjected to almost equal stress in terms of voltage. These control capacitors lead to an almost complete galvanic isolation of the individual breaker units in the switched-off state with an applied AC voltage and are therefore used as standard in high-voltage circuit breakers.

Die Verwendung von Steuerkondensatoren in elektrischen Schaltgeraten stellt jedoch einen erheblichen Kostenfaktor dar. Weiterhin erzeugen die zusatzlichen Steuerkondensatoren innerhalb der Unterbrechereinheiten mechanische Belastungen, die insbesondere bei auftretenden starken Schwingungen wie bei einem Erbeben oder einem Sturm, zur Zerstörung des elektrischen Schaltgerats fuhren können. Aufi>erdem können im Netzbetrieb im Zusammenwirken der Kapazitäten mit weiter vorhandenen Induktivitäten im Spannungsnetz, z. B. Transformatoren oder Drosseln, schädliche Resonanzen der Spannungsamplituden innerhalb des elektrischen Schaltgerats oder sogar innerhalb des gesamten elektrischen Versorgungsnetzes entstehen. Das Dokument DE 199 58 646 C2 offenbart einen Hybridleis- tungsschalter mit einer als Loschkammer ausgeführten Vakuumschaltkammer mit einer leitfahigen Beschichtung . Eine zweite vorgesehen Schaltkammer enthalt keine leitfahige Beschich- tung . Der Arbeitsbereich des durch die leitfahige Beschichtung erzeugten elektrischen Widerstandes des Hybridleistungs- schalters liegt unter 500 kΩ. Mit der Beschichtung in dem Hybridleistungsschalter wird eine Ungleichsteuerung des e- lektrischen Spannungspotentials über zwei verschiedenartige Schaltkammern zu dem Zweck angestrebt, dass beim Ausschaltvorgang ein Ruckzunden des elektrischen Schalters vermieden wird.However, the use of control capacitors in electrical Schaltgeraten represents a significant cost factor. Furthermore, the additional control capacitors within the interrupter units generate mechanical loads that can lead to the destruction of the electrical Schaltgerats especially when strong vibrations occur as in a quake or a storm. In addition, in network operation in the interaction of the capacitances with further existing inductances in the voltage network, eg. As transformers or chokes, harmful resonances of the voltage amplitudes within the electrical Schaltgerats or even within the entire electrical supply network arise. The document DE 199 58 646 C2 discloses a hybrid power switch with a vacuum switching chamber designed as a selector chamber with a conductive coating. A second switching chamber provided contains no conductive coating. The working range of the electrical resistance of the hybrid power switch generated by the conductive coating is less than 500 kΩ. With the coating in the hybrid circuit breaker, a non-uniform control of the electrical voltage potential via two different types of switching chambers is sought for the purpose of avoiding a backlash of the electrical switch during the opening process.

Des Weiteren ist in Ullrich, H., „Aging and Characterization of Semiconducting Glazes", Göteborg, Sweden, Chalmers Univer- sity of Technologogy, School of Electrical and Computer Engineering, May 2004, ISBN 91-7291-432-7 eine leitfahige Glasur vorgeschlagen, z. B. eine Glasur mit SnO/SbxOy-Zusatzen, um die Steuerung eines elektrischen Spannungspotentials an Por- zellan-Isolatoren vorzunehmen. In der oben genannten Schrift ist die Glasur ausschließlich für das Ausbringen dieser Glasur auf der Außenseite eines isolierenden Porzellankorpers offenbart .Further, in Ullrich, H., "Aging and Characterization of Semiconductor Glazes", Gothenburg, Sweden, Chalmers University of Technologogy, School of Electrical and Computer Engineering, May 2004, ISBN 91-7291-432-7 is a conductive glaze proposed. eg a glaze with SnO / Sb x O y -Zusatzen to make the control of an electrical voltage potential at portioning Zellan insulators. In the above document, the glaze is solely for the application of this glaze on the outside of a insulating porcelain body revealed.

Des Weiteren ist im Dokument IPCOM000125205D auf der Internetseite „www.ip.com" ein Kunststoffverbund-Isolator mit integrierter Kapazität beschrieben. Auf die Innenwand einer Schaltkammer eines Leistungsschalters wird ein Kondensator mittels einer ersten Beschichtung, einer nachfolgenden Auf- bringung einer Isolationsmatrix und einer anschließenden Aufbringung einer zweiten Kondensatorfolie mit einer abschließenden Kunststoffmatrix als Isolations- und Verstarkungsmate- rial aufgetragen. Weitere nicht-kapazitive elektrische Bau- teile als verwendete Spannungsteiler sind in dem oben genannten Dokument nicht offenbart.Furthermore, in the document IPCOM000125205D on the website "www.ip.com" a plastic composite insulator with integrated capacitance is described: On the inner wall of a circuit chamber of a circuit breaker is a capacitor by means of a first coating, a subsequent application of an insulation matrix and a subsequent Application of a second capacitor foil with a final plastic matrix as insulation and Verstankungsmate- rial applied.Other non-capacitive electrical construction Parts as voltage dividers used are not disclosed in the above-mentioned document.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die oben ausgeführten Nachteile im Stand der Technik zu vermeiden und ein elektrisches Schaltgerat zur Verfugung zu stellen, der kostengünstig zu fertigen ist.Object of the present invention is therefore to avoid the above-mentioned disadvantages in the prior art and to provide an electrical switching device at your disposal, which is inexpensive to manufacture.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelost.This object is achieved by the features listed in claim 1.

Erfindungsgemaß ist vorgesehen, dass parallel zur elektrischen Schalterstelle ein nicht-kapazitives, resistiv- und/oder induktiv-wirkendes elektrisches Bauteil zur vergleichmaßigten Spannungsverteilung über das elektrischeAccording to the invention it is provided that parallel to the electrical switch point, a non-capacitive, resistive and / or inductive-acting electrical component for gleichmaßigten voltage distribution over the electrical

Schaltgerat geschaltet ist. Trotz der Verwendung gerade keines Steuerkondensators und einer damit verbundenen elektrischen Kapazität parallel zur elektrischen Schalterstelle innerhalb der Unterbrechereinheit wird eine Spannungsgleichver- teilung über dem elektrischen Schaltgerat erreicht.Switching device is switched. Despite the use of just no control capacitor and an associated electrical capacitance parallel to the electrical switch point within the interrupter unit, a voltage equal distribution over the electrical switching device is achieved.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das elektrische Schaltgerat mindestens zwei Unterbrechereinheiten aufweist, wobei jeweils parallel zu jeder elektrischen Schal- terstelle ein resistiv- und/oder induktiv-wirkendes elektri¬ sches Bauteil parallel geschaltet ist. Hierdurch wird nicht nur eine Spannungsvergleichmaßigung über eine Unterbrechereinheit gewahrleistet, sondern auch eine Spannungsvergleichmaßigung über zwei Unterbrechereinheiten und damit über dem elektrischen Schaltgerat erreicht.In an advantageous embodiment it is provided that the electrical Schaltgerat has at least two interrupter units, in each case in parallel with each electrical formwork ters adjusting a Resistive and / or inductively-acting electrical ¬ ULTRASONIC component is connected in parallel. As a result, not only a Spannungsvergleichmaßigung is ensured via an interrupter unit, but also achieved a Spannungsvergleichmaßigung two interrupter units and thus on the electrical switching device.

Dabei kann das resistiv- und/oder induktiv-wirkende elektri¬ sche Bauteil auch als eine Kombination aus einem Widerstand und einem induktiv-wirkenden elektrischen Bauteil zusammen geschaltet sein und parallel zur elektrischen Schalterstelle zur Spannungsteilung verwendet werden. Die vorgenannten Beispiele für diese offenbarten nicht-kapazitiven elektrischen Bauteile sind nicht einschränkend zu verstehen und umfassen daher auch Uberspannungsableiter .Here, the Resistive and / or inductively-acting electrical ¬ specific component as a combination of a resistor and an inductively-acting electrical component together be switched and used parallel to the electrical switch point for voltage division. The aforementioned examples of these disclosed non-capacitive electrical components are not restrictive and therefore also include surge arresters.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Unterbrechereinheit eine Schaltkammer mit einer Schalterstelle, wobei die Sehaltkämmer eine schwach leitfahige Beschichtung aufweist. Diese Beschichtung wirkt als elektrischer Widerstand, der parallel zum innerhalb der Schaltkammer angeordneten elektrischen Schalterstelle angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist die leitfahige Beschichtung an den Innenwanden der Schaltkammer angebracht. Die leitfahige Beschichtung ent- halt leitfahige Lacke, leitfahige Kunststoffe, wie z. B. mit Leitfahigkeitsruß gefüllt Kunststoffe oder intrinsisch leitfahige Kunststoffe, wie z. B. dotiertes Polyacethylen oder Polypyrrpol. Ebenfalls kann die leitfahige Beschichtung leitfahige Glasuren enthalten, wie z. B. Glasuren mit SnO/SbxOy- Zusätzen. Die leitfahige Beschichtung wird vorteilhafterweise von innen auf die Innenwände der Schaltkammer aufgetragen, insbesondere aufgestrichen und/oder aufgespritzt und/oder mittels eines Tauchverfahrens aufgebracht.In a preferred embodiment of the invention, the interrupter unit is a switching chamber with a switch point, wherein the Sehaltkämmer has a weakly conductive coating. This coating acts as an electrical resistance, which is arranged parallel to the arranged inside the switching chamber electrical switch point. Advantageously, the conductive coating is attached to the inner walls of the switching chamber. The conductive coating contains conductive paints, conductive plastics, such as: B. filled with Leitfahigkeitsruß plastics or intrinsically conductive plastics, such. B. doped polyacetylene or Polypyrrpol. Also, the conductive coating may contain conductive glazes, such as. B. Glazes with SnO / Sb x O y additives. The conductive coating is advantageously applied from the inside to the inner walls of the switching chamber, in particular brushed and / or sprayed on and / or applied by a dipping process.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein isolierender Stutzer zur Halterung von mindestens einer Unterbrechereinheit genutzt, wobei der Stutzer von innen ebenfalls mit einer leitfahigen Beschichtung beschichtet ist. Die benachbarten Unterbrechereinheiten können jedweden Winkel zu einander einnehmen. Die entstehende Verlustwarme durch denIn an advantageous embodiment of the invention, an insulating duster is used for holding at least one interrupter unit, wherein the duster is also coated from the inside with a conductive coating. The adjacent breaker units may occupy any angle with each other. The resulting loss of heat through the

Stromfluss durch die Beschichtung des Stutzers kann zu einer gewollten Erwärmung des gesamten elektrischen Schaltgerats genutzt werden, um z. B. eine Verflüssigung von SF6-GaS bei niedrigen Temperaturen zu verhindern. Der Widerstandswert des parallel zur elektrischen Schalterstelle geschalteten Widerstandes Rs sollte so gewählt werden, dass der Widerstandswert des parallel zur elektrischen Schalterstelle geschalteten resistiv- und/oder induktiv-wirkenden elektrischen Bauteils gemäß nachfolgender Formel für ein e- lektrisches Schaltgerat mit mindestens einer ersten und einer benachbarten zweiten Unterbrechereinheit bei Wechselspannung so gewählt wird, dass der Quotient der an der ersten Unterbrechereinheit anliegenden Spannung U bezogen auf die an der ersten und zweiten Unterbrechereinheiten anliegenden Gesamtspannung UGES ungefähr den Wert 0,5 ergibt:Current flow through the coating of the nozzle can be used to a desired heating of the entire electrical Schaltgerats to z. B. to prevent liquefaction of SF 6 -GaS at low temperatures. The resistance value of the resistor R s connected in parallel with the electrical switch point should be selected such that the resistance value of the resistively and / or inductively acting electrical component connected in parallel with the electrical switch point has the following formula for an electrical switching device having at least one first and one adjacent second interrupter unit is selected at AC voltage so that the quotient of the voltage U applied to the first interrupter unit based on the voltage applied to the first and second interrupter units total voltage U GES approximately gives the value 0.5:

Der Parameter Cκ steht für die elektrische Kapazität der ersten Unterbrechereinheit bei geöffneter Schalterstelle und CE steht für die elektrische Kapazität der ersten und zweiten Unterbrechereinheit gegenüber der elektrischen Erdung. Die Widerstände in beiden Schaltkammern sind für diesen Fall gleich und so gewählt, dass über jede Schaltkammer ungefähr 50 % der anliegenden Gesamtspannung UGES über die jeweilige Unterbrechereinheit abfallt.The parameter C κ stands for the electrical capacitance of the first interrupter unit when the switch point is open and C E stands for the electrical capacitance of the first and second interrupter unit with respect to the electrical ground. The resistances in both switching chambers are the same for this case and chosen so that about 50% of the applied total voltage U GES drops across each switching chamber via the respective interrupter unit.

Bei einem elektrischen Schaltgerat mit mehr als zwei Unter- brechereinheiten ist die als erste Unterbrechereinheit bezeichnete Unterbrechereinheit immer in Bezug auf die an¬ schließende, benachbarte zweite Unterbrechereinheit anzuse¬ hen. Die an diesen beiden Unterbrechereinheiten anliegende Spannung ist als anliegende Gesamtspannung UGES zugrunde zu legen. Für z.B. ein elektrisches Schaltgerat mit vier Unterbrechereinheiten ist in einem ersten Schritt der Widerstand Rs für die erste und zweite Unterbrechereinheit zu berechnen. Anschließend wird in einem zweiten Schritt die vormals zweite Unterbrechereinheit als erste Unterbrechereinheit definiert und die dritte Unterbrechereinheit als zweite Unterbrecher¬ einheit zugrunde gelegt. Die Spannung UGES ist in diesem Fall die an der zweiten und dritten Unterbrechereinheit anliegenden Spannung.Breaker units in an electric Schaltgerat with more than two sub is designated as the first interrupter unit interrupter unit always hen in relation to the closing of ¬, adjacent second interrupter unit anzuse ¬. The voltage applied to these two interrupter units voltage is to be based on the applied total voltage U GE S. For example, for an electrical switching device with four breaker units, the resistance Rs for the first and second breaker unit is to be calculated in a first step. The former second interrupter unit is defined as the first interrupter unit then in a second step and the third switch unit as a second interrupter ¬ unit basis. The voltage U GES in this case is the voltage applied to the second and third interrupter unit.

Im Falle der Verwendung eines nicht-resitiven wirkenden e- lektrischen Bauteils ist der Blindwiderstand des induktiv- wirkenden elektrischen Bauteils als zu berechnender Widerstandswert R3 analog zur obigen Formel zugrunde zu legen.In the case of using a non-resitive acting e- lektrischen component, the reactance of the inductively acting electrical component is to be calculated as a value to be calculated R 3 analogous to the above formula.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das elektrische Schaltgerat ein Leistungsschalter, insbesondere für Hochspan- nungsanlagen .In an advantageous embodiment, the electrical switching device is a circuit breaker, in particular for high-voltage systems.

Vorteilhafterweise wird das erfindungsgemaße elektrische Schaltgerat in einem Gleich- oder Wechselspannungsnetz, insbesondere für Hochspannungen, verwendet.Advantageously, the electrical switching device according to the invention is used in a direct or alternating voltage network, in particular for high voltages.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteranspru- chen angegeben.Further advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Die Erfindung wird anhand der beigefugten Zeichnungen naher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht des elektrischen Schaltge- rats mit zwei Unterbrechereinheiten sowie dem elektrischen Ersatzschaltbild;FIG. 1 shows a side view of the electrical switching device with two breaker units and the electrical equivalent circuit diagram; FIG.

Fig. 2 schematische Seitenansicht einer Unterbrechereinheit mit innen angeordneter leitfahiger Be- schichtung der Schaltkammer; Fig. 3 Darstellung Spannungsabfall an einer Unterbre¬ chereinheit bezogen auf einen verwendeten Steuerwiderstand R3 pro Unterbrechereinheit für unterschiedliche Kapazitäten der Unterbre- chereinheit Cκ und der Kapazitäten der Unter¬ brechereinheiten gegen elektrisch Erde.FIG. 2 shows a schematic side view of an interrupter unit with an internally arranged conductive coating of the interrupter chamber; FIG. Fig. 3 Preparation voltage drop across a interrup ¬ chereinheit based on a used control resistor R 3 per interrupter unit for different capacities of the interrupter unit C κ, and the capacity of the sub ¬ interrupter units to electrically earth.

Die Figur 1 zeigt eine Seitenansicht des elektrischen Schalt- gerats 1 mit zwei Unterbrechereinheiten 2a, 2b sowie den e- lektrischen Ersatzschaltbild. Die Unterbrechereinheiten 2a, 2b des elektrischen Schaltgerats 1 sind mittels eines Stut¬ zers 6 fixiert. Die in den Unterbrechereinheiten 2a, 2b angeordneten Schalterstellen 3 sind in der Figur Fig. 1 nicht dargestellt. Die Unterbrechereinheiten 2a, 2b besitzen eine elektrische Kapazität Ce gegenüber der elektrischen Erdung. Wie im Ersatzschaltbild für dieses elektrische Schaltgerat 1 in der Figur Fig. 1 entnommen werden kann, ist als Kapazität Ck der Unterbrechereinheit 2a bei geöffneter Schalterstelle 3 die elektrische Kapazität Cy parallel zu einem Widerstand R3 geschaltet. Durch die Verwendung des Widerstandes 4 als parallel zur Kapazität der Unterbrechungseinheit 2a geschalteten resistiv-wirkenden elektrischen Bauteils wird eine Spannungsgleichverteilung über das elektrische Schaltgerat 1 gewahrleistet .FIG. 1 shows a side view of the electrical switching device 1 with two breaker units 2 a, 2 b as well as the electrical equivalent circuit diagram. The interrupter units 2a, 2b of the electric Schaltgerats 1 are fixed by means of a Stut ¬ decomp. 6 The switch points 3 arranged in the breaker units 2 a, 2 b are not shown in FIG. 1. The breaker units 2a, 2b have an electrical capacitance C e with respect to the electrical ground. As can be seen in the equivalent circuit for this electrical Schaltgerat 1 in the figure Fig. 1, the electric capacitance Cy connected as a capacitance Ck of the interrupter unit 2a is open, switch position 3 parallel to a resistor R 3. By using the resistor 4 as a parallel to the capacitance of the interruption unit 2 a connected resistive-acting electrical component, a voltage equal distribution over the electrical switching device 1 is ensured.

In der Figur Fig. 2 ist eine schematische Seitenansicht der Unterbrechereinheit 2a mit innen angeordneter leitfahiger Be- schichtung 5 der Schaltkammer 7 sichtbar. Die leitfahige Be- schichtung 5 dient als resitiv-wirkendes elektrisches Bauteil 4 parallel zur in der Schaltkammer 7 angeordneten elektrischen Schalterstelle 3 (nicht eingezeichnet) .FIG. 2 shows a schematic side view of the interrupter unit 2 a with an internally arranged conductive coating 5 of the interrupter chamber 7. The conductive coating 5 serves as a resitively acting electrical component 4 parallel to the electrical switch point 3 arranged in the switching chamber 7 (not shown).

In der Figur Fig. 3 ist der Spannungsabfall an einer Unterbrechereinheit bezogen auf einen verwendeten Steuerwiderstand Rs pro Unterbrechereinheit für unterschiedliche elektrische Kapazitäten aufgetragen. Aus der Figur Fig. 3 ist ersichtlich, dass bei einer Kapazität der Unterbrechereinheit 2a bei geöffneter Schalterstelle 3 für eine elektrische Kapazität Ck von 2OpF bis 5OpF und angenommenen Kapazitäten der Unterbrechereinheit 2a bezogen auf die elektrische Erdung von 20 pF bis 50 pF ein unterschiedlicher Verlauf der Quotienten der über die erste Unterbrechereinheit 2a anliegenden Spannung U bezogen auf die über die beiden Unterbrechereinheiten 2a, 2b anliegende Gesamtspannung Uges vorliegt. In einem Wertebereich von 1.000 kΩ bis ungefähr 10.000 kΩ des Widerstandswerts R3 der ersten und zweiten Unterbrechereinheit 2a, 2b ist der Widerstandswert Rs so optimal gewählt, dass an den beiden Unterbrechereinheiten 2a, 2b eine nahezu gleiche Spannung an- liegt. Mit den vorgenannten Kapazitäten ist eine Gleichver¬ teilung der anliegenden Gesamtspannung über beide Unterbrechereinheiten 2a, 2b gewahrleistet. In the figure Fig. 3 is the voltage drop across an interrupter unit with respect to a used control resistor R s applied per interrupter unit for different electrical capacities. It can be seen from FIG. 3 that, given a capacitance of the interrupter unit 2a when the switch point 3 is open, an electrical capacitance C k of 2OpF to 5OpF and assumed capacitances of the interrupter unit 2a with respect to the electrical ground of 20 pF to 50 pF have a different course the quotient of the voltage U applied across the first interrupter unit 2a is present relative to the total voltage U tot applied across the two interrupter units 2a, 2b. In a value range from 1000 kΩ to approximately 10,000 kΩ of the resistance value R 3 of the first and second interrupter units 2a, 2b, the resistance value R s is chosen optimally such that a nearly equal voltage is applied to the two interrupter units 2a, 2b. With the aforementioned capacitances a Gleichver ¬ distribution of the applied total voltage across both interrupter units 2 a, 2 b is ensured.

Claims

Patentansprüche claims 1. Elektrisches Schaltgerat (1), mit mindestens einer Unterbrechereinheit (2a) , wobei die Unterbrechereinheit (2a) eine elektrische Schalterstelle (3) aufweist und die Unterbrechereinheit (2) eine elektrische Kapazität CE gegenüber der e- lektrischen Erdung besitzt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s parallel zur elektrischen Schalterstelle (3) ein resistiv- und/oder induktiv-wirkendes elektrisches Bauteil (4) zur vergleichmaßigten Spannungsverteilung über das elektrische Schaltgerat (1) geschaltet ist.1. Electrical switching device (1), with at least one interrupter unit (2a), wherein the interrupter unit (2a) has an electrical switch point (3) and the interrupter unit (2) has an electrical capacitance C E with respect to the electrical grounding, characterized in that parallel to the electrical switch point (3), a resistive and / or inductive-acting electrical component (4) is connected for comparison of the voltage distribution via the electrical switching device (1). 2. Elektrisches Schaltgerat (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das elektrische Schaltgerat (1) mehrere Unterbrechereinheiten (2a, 2b) aufweist, wobei jeweils ein als resistiv- und/oder induktiv-wirkendes elektrisches Bauteil (4) mit jeweils einem der elektrischen Schalterstellen (3) einer Unterbrecherein- heit (2a) parallel geschaltet ist.2. Electrical switching device (1) according to claim 1, characterized in that the electrical switching device (1) a plurality of interrupter units (2 a, 2 b), wherein in each case one as resistive and / or inductive-acting electrical component (4) each having one of electrical switch points (3) of a breaker unit (2a) is connected in parallel. 3. Elektrisches Schaltgerat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Unterbrechereinheit (2a) eine schwach leitfahige Be- schichtung (5) aufweist, wobei die leitfahige Beschichtung (5) als elektrischer Widerstand (4) wirkt.3. Electrical switching device (1) according to one of claims 1 to 2, d a d e r c h e c e n e c e s, the the interrupter unit (2 a) a weakly conductive coating (5), wherein the conductive coating (5) acts as an electrical resistance (4). 4. Elektrisches Schaltgerat (1) nach einem der Ansprüche 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die leitfahige Beschichtung (5) an der Innenwand einer Schaltkammer (7) der Unterbrechereinheit (2a) angebracht ist. 4. Electrical switching device (1) according to any one of claims 3, characterized in that the conductive coating (5) on the inner wall of a switching chamber (7) of the interrupter unit (2a) is mounted. 5. Elektrisches Schaltgerat (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die leitfahige Beschichtung (5) leitfahige Lacke, leitfahige Kunststoffe und/oder leitfahige Glasuren enthalt.5. Electrical switching device (1) according to any one of claims 3 or 4, d a d u r c h e c e n e c e s in which the conductive coating (5) contains conductive lacquers, conductive plastics and / or conductive glazes. 6. Elektrisches Schaltgerat (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die leitfahige Beschichtung (5) auf die Innenwand der Schaltkammer (7) aufgestrichen und/oder aufgespritzt und/oder mittels eines Tauchverfahrens aufgebracht ist.6. Electrical Schaltgerat (1) according to one of claims 3 to 5, d a d u r c h e c e n e s in which the conductive coating (5) on the inner wall of the switching chamber (7) struck and / or sprayed and / or applied by means of a dipping process. 7. Elektrisches Schaltgerat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s ein isolierender Stutzer (6) zur Halterung mindestens einer Unterbrechereinheit (2a) dient, wobei der isolierende Stutzer (6) mit einer leitfahigen Beschichtung (5) beschichtet ist.7. Electrical switching device (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that an insulating dicer (6) for holding at least one interrupter unit (2a), wherein the insulating dauber (6) with a conductive coating (5) is coated , 8. Elektrisches Schaltgerat (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Widerstandswert R3 des parallel zur elektrischen Schal- terstelle geschalteten resistiv- und/oder induktiv-wirkendes elektrisches Bauteil (4) gemäß nachfolgender Formel für ein elektrisches Schaltgerat (1) mit mindestens einer ersten (2a) und einer benachbarten zweiten Unterbrechereinheit (2b) bei Wechselspannung so gewählt wird, dass der Quotient der an der ersten Unterbrechereinheit (2a) anliegenden Spannung U bezogen auf die an der ersten und zweiten Unterbrechereinheiten (2a, 2b) anliegenden Gesamtspannung UGES ungefähr den Wert 0,5 ergibt, mit Cκ als elektrischer Kapazität der ersten Unterbrechereinheit (2a) bei geöffneter Schalterstelle (3) und CE als elektrische Kapazität der ersten und zweiten Unterbrechereinheit (2a, 2b) gegenüber der elektrischen Erdung:8. Electrical switching device (1) according to one of claims 2 to 7, characterized in that the resistance value R 3 of the switched parallel to the electrical switch-point resistive and / or inductive-acting electrical component (4) according to the following formula for an electrical Schaltgerat (1) having at least a first (2a) and an adjacent second interrupter unit (2b) is selected at AC voltage so that the quotient of the voltage U applied to the first interrupter unit (2a) relative to that at the first and second interrupter units (2a, 2b) applied to the total voltage U GES approximately 0.5, with C κ as the electrical capacitance of the first interrupter unit (2a) when the switch point (3) and C E as electrical capacitance of the first and second interrupter unit (2a, 2b) with respect to the electrical ground: 9. Elektrisches Schaltgerat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das elektrische Schaltgerat (1) ein Leistungsschalter ist.9. The electrical switching device (1) according to claim 1, wherein the electrical switching device (1) is a circuit breaker. 10. Verwendung eines elektrischen Schaltgerats (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Gleich- oder Wechselspannungsnetz, insbesondere für Hochspannungen. 10. Use of an electrical switching device (1) according to one of claims 1 to 9 in a direct or alternating voltage network, in particular for high voltages.
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