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WO2021170330A1 - Elektrisches betriebsmittel und verfahren zum schalten eines elektrischen betriebsmittels - Google Patents

Elektrisches betriebsmittel und verfahren zum schalten eines elektrischen betriebsmittels Download PDF

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Publication number
WO2021170330A1
WO2021170330A1 PCT/EP2021/051812 EP2021051812W WO2021170330A1 WO 2021170330 A1 WO2021170330 A1 WO 2021170330A1 EP 2021051812 W EP2021051812 W EP 2021051812W WO 2021170330 A1 WO2021170330 A1 WO 2021170330A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
contact
housing
electrical equipment
contact area
electrical
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/051812
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Graskowski
Andreas Lawall
Holger Schumann
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO2021170330A1 publication Critical patent/WO2021170330A1/de

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    • 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
    • H01H33/60—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
    • H01H33/6606—Terminal arrangements
    • 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
    • H01H33/60—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
    • H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • 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
    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H01H33/66207—Specific housing details, e.g. sealing, soldering or brazing
    • H01H2033/6623—Details relating to the encasing or the outside layers of the vacuum switch housings
    • H—ELECTRICITY
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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
    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H01H33/66238—Specific bellows details

Definitions

  • the invention relates to electrical equipment according to the preamble of claim 1 and a method for switching electrical equipment according to claim 11.
  • Vacuum circuit breakers are electrical equipment in energy networks and, in the case of a three-phase design, have one vacuum chamber per phase, which is insulated from the environment in a fluid-tight manner.
  • vacuum interrupter refers to the vacuum chambers and other components of the circuit breaker. Gases are no longer present in the interior of the vacuum chamber, or only at a very low gas pressure.
  • two electrical contacts are against each other and form a very good electrical conductive connection, with a permanently installed ter and relative to a housing of the vacuum chamber not ver slidable contact is referred to as a fixed contact.
  • Another common name for the contacts is tube contacts.
  • the other contact can be moved relative to the housing of the vacuum chamber and is referred to as a moving contact.
  • the movable contact can be moved away from the fixed contact electromagnetically or by a mechanism, a contact spacing of typically only a few mm being formed. Furthermore, the movable contact is typically pressed onto the fixed contact by a contact spring.
  • Such vacuum circuit breakers are for example for the medium voltage range, for example between 7 and 52 kV, from the Product catalog "SION vacuum circuit-breakers 3AE5 and 3AE1 medium-voltage devices", catalog HG 11.02, Siemens AG 2018, item no. EMLP-Cl0162-00-0ODE.
  • the components of the circuit-breakers are explained on pages 8 and 9 of the brochure .
  • the object of the invention is to provide electrical equipment that enables comparatively low production costs and, at the same time, comparatively long lifetimes.
  • the invention solves this problem by means of an electrical operating means according to claim 1.
  • the electrical equipment can for example have a vacuum circuit breaker or a contactor or a load switch.
  • the invention is based on the knowledge that in the case of vacuum chambers the fixed contact is formed from a metal and is connected to an electrically non-conductive housing of the vacuum chamber, which for example consists at least partially of a ceramic material.
  • an electrically non-conductive housing of the vacuum chamber which for example consists at least partially of a ceramic material.
  • the material of the Festkon contact in particular for a contact material such as copper-chromium alloys and attachment to a flange, significant costs arise based on the total manufacturing costs of the circuit breaker.
  • this complex construction is complex and therefore expensive to manufacture with a non-displaceable anchoring of the fixed contact in the vacuum chamber.
  • it is therefore proposed to omit the fixed contact and instead to switch the movable contact directly to an inner wall of the housing. This saves considerable costs because there is no fixed contact (and possibly a so-called contact disk).
  • the term "direct” refers to the fact that there are no further components between the movable contact and the contact area of the housing. In particular, a counter contact or fixed contact is no longer required.
  • a flange made of a conductive material that is already present on the vacuum chamber.
  • at least a portion of copper can be used for the flange.
  • another metal e.g. at least part of the steel, can be used for the movable contact.
  • the vacuum chamber can at least partially have a cylindrical shape.
  • An electrically isolated and fluid-tight opening can be provided through which the contact is introduced into the vacuum chamber.
  • a bellows can be used, ie a seal made of a compressible, flexible and fluid-tight material.
  • a bellows has the advantage that it is easier to produce fluid tightness than with a bushing, which increases the service life.
  • the contact can have a cylindrical contact surface which, when the contact is pressed onto the housing, forms a large and electrically highly conductive surface.
  • the electrical equipment has a circuit breaker.
  • the housing has a flange and a side wall, wherein the contact area is arranged on an inner side of the flange.
  • a cover or other closure of the housing which limits the movement of the contact, is also to be regarded as a flange. This is an advantage because a conventional and inexpensive flange, for example made of copper, can be used.
  • the housing has a flange and a side wall, the contact area being arranged on an inside of the side wall.
  • the housing is constructed in one piece.
  • a cup-shaped design made of a metal such as copper or aluminum is used.
  • the electrical insulation from the contact can be ensured, for example, by an at least partially electrically non-conductive bellows.
  • individual bellows folds could be formed in a non-conductive manner.
  • the contact area has at least a portion of an electrically conductive material. This is an advantage because it provides an electrically conductive connection through the housing to a first electrical connection of the line switch.
  • sections of the inner sides of the housing that are not assigned to the contact area have, at least in part, an electrically non-conductive material.
  • a bellows is arranged in a fluid-tight manner on the side of the vacuum chamber facing the movable contact and connects the housing to the movable contact.
  • the bellows is designed to be electrically non-conductive. This is an advantage because electrical insulation is ensured between the housing and the contact.
  • a plastic can be used for the bellows in a different manufacturing process with lower temperatures than in the case of the closure soldering.
  • a separating device is provided, which is arranged on the movable contact and forms out to move the contact away from the housing while forming an electrically insulating separating distance.
  • the separating device has, for example, a spring mechanism that is driven or pulled up, for example, by a motor, in particular an electric motor, and enables the contact to be moved away. Alternatively, the contact can be moved away by means of an electromagnet.
  • the separation distance is typically only a few mm long and the electrical contacts are spaced apart from one another. The separation distance is, for example, shorter than 100 mm for the high voltage range, preferably shorter than 50 mm and even more preferably the medium voltage range below 52 kV nominal voltage shorter than 25 mm.
  • the separating device has a kinematic chain which translates a rotary movement driven by an electrical motor into an axial movement of the contact relative to the housing.
  • the movement axis is perpendicular to the contact surface of the contact and the housing.
  • the separating device has an insulator. This is an advantage because it ensures that no short circuit can occur via the isolating device to earth.
  • the equipment is designed for switching low voltage below 7 kV. This is an advantage because at these voltages, switching technology can be provided comparatively inexpensively with the electrical equipment.
  • the equipment is designed for switching medium voltage between 7 kV and 52 kV. This is an advantage because at these voltages, the electrical equipment can be used to quickly extinguish an arc when it is disconnected.
  • the equipment is designed for switching high voltage above 52 kV. This is an advantage because the use of vacuum switching technology is also becoming more and more interesting in the high-voltage area, since no climate-damaging protective gas such as sulfur hexafluoride should be used.
  • Another object of the invention is to provide a method for switching electrical equipment, with which comparatively low manufacturing costs and, at the same time, comparatively long lifetimes are made possible.
  • FIG. 1 a preferred embodiment of an electrical equipment according to the invention.
  • a first contact piece 4 has, for example, a contact pressure device (not shown) which is equipped, for example, with a spring device.
  • a contact pressure device for example, a spiral spring or a disc spring can be used.
  • the vacuum chamber 2 has a housing 5, 6 with a flange 5 made of copper and a side wall 6 made of ceramic. the Side wall 6 and the flange 5 are essentially cylindrical.
  • the side of the vacuum chamber 2 opposite the flange 5 is sealed with a bellows 9 in a fluid-tight manner.
  • the bellows 9 has preformed, flexible lamellae and is attached to the electrical contact 7 so as to be non-displaceable (for example by means of a soldered connection 16).
  • a vacuum 8 Inside the Vakuumkam mer 2 there is a vacuum 8, ie gases are no longer present or only in very low concentrations.
  • the contact 7 is connected to a second suspension 11, which at the same time provides a second electrical connection.
  • the contact 7 can be moved away from the housing via a separating device 13, 14, an electrical insulator 13 being connected between an actuator 15 and the contact 7.
  • the design shown uses an electric motor 15 and a kinematic chain that translates the rotary movement of the Mo sector into a linear movement of the contact 7.
  • a linear motor can also be used to advantage in order to directly provide a hub for the contact.
  • the figure shows a closed state of the switch, in which the contact 7 and the electrically conductive flange 5 are pressed onto one another in a contact area 10.

Landscapes

  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

Elektrisches Betriebsmittel (1), aufweisend eine Vakuumkammer (2) mit einem Gehäuse (5, 6), in der ein beweglicher elektrischer Kontakt (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt (7) zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung direkt auf einen Kontaktbereich (10) des Gehäuses (5, 6) anpressbar ist. Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Schalten eines Leistungsschalters.

Description

Beschreibung
Elektrisches Betriebsmittel und Verfahren zum Schalten eines elektrischen Betriebsmittels
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Betriebsmittel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Schalten eines elektrischen Betriebsmittels gemäß Anspruch 11.
Vakuum-Leistungsschalter sind elektrische Betriebsmittel in Energienetzen und weisen bei dreiphasiger Ausführung je eine Vakuumkammer pro Phase auf, die jeweils fluiddicht von der Umgebung isoliert ist. Ferner stellt der ebenfalls gebräuch liche Begriff Vakuumschaltröhre auf die Vakuumkammern sowie weitere Komponenten des Leistungsschalters ab. Im Inneren der Vakuumkammer liegen Gase nicht mehr oder nur noch bei sehr geringem Gasdruck vor. In der Vakuumkammer liegen zwei elekt rische Kontakte an einander an und bilden eine elektrisch sehr gut leitende Verbindung aus, wobei ein fest installier ter und gegenüber einem Gehäuse der Vakuumkammer nicht ver schiebbarer Kontakt als Festkontakt bezeichnet wird. Eine an dere übliche Bezeichnung für die Kontakte lautet Röhrenkon takte. Der andere Kontakt ist gegenüber dem Gehäuse der Vaku umkammer bewegbar und wird als beweglicher Kontakt bezeich net. Der bewegliche Kontakt kann elektromagnetisch oder durch eine Mechanik von dem Festkontakt wegbewegt werden, wobei sich ein Kontaktabstand von typischerweise nur einigen mm ausbildet. Ferner wird der bewegliche Kontakt typischerweise durch eine Kontaktfeder auf den Festkontakt angepresst.
Aufgrund des Vakuums fehlt es an einem ionisierbaren Medium, wodurch beim Schalten ein Lichtbogen rasch abreißt - insbe sondere kurz vor dem Stromnulldurchgang bei einer anliegenden Wechselspannung .
Solche Vakuum-Leistungsschalter sind beispielsweise für den Mittelspannungsbereich, z.B. zwischen 7 und 52 kV, aus dem Produktkatalog „SION Vakuum-Leistungsschalter 3AE5 und 3AE1 Mittelspannungsgeräte", Katalog HG 11.02, Siemens AG 2018, Art.-Nr. EMLP-Cl0162-00-0ODE, bekannt. Auf den Seiten 8 und 9 der Broschüre werden die Bauteile der Leistungsschalter er läutert .
Aus der Broschüre „Vakuum-Schalttechnik und Geräte für die Mittelspannung - Ihr Wegweiser", Siemens AG 2016, Ar- tikel-Nr. EMMS-K1511-A011-A2, sind weitere Vakuum-Leistungs schalter (siehe Seite 12 ff), Lasttrennschalter (siehe Seite 18 ff) sowie Vakuum-Schütze und Schütz-Sicherungskombinatio nen (siehe Seite 19 ff) bekannt. Eine Vakuumschaltröhre mit Festkontakt und beweglichem Kontakt ist auf den Seiten 6 und 7 erläutert.
An die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein elektrisches Betriebsmittel anzugeben, das vergleichsweise geringe Her stellungskosten und gleichzeitig vergleichsweise lange Le bensdauern ermöglicht.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein elektrisches Be triebsmittel gemäß Anspruch 1.
Das elektrische Betriebsmittel kann beispielsweise einen Va kuum-Leistungsschalter oder einen Schütz oder einen Last schalter aufweisen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei Vakuum kammern der Festkontakt aus einem Metall ausgebildet ist und mit einem elektrisch nicht-leitenden Gehäuse der Vakuumkam mer, der z.B. zumindest teilweise aus einem keramischen Werk stoff besteht, verbunden ist. Für das Material des Festkon takts, insbesondere für ein Kontaktmaterial wie Kupfer-Chrom Legierungen und eine Befestigung an einem Flansch, entstehen, bezogen auf die gesamten Herstellungskosten des Leistungs schalters, bedeutende Kosten. Ferner ist diese komplexe Bau weise mit einer verschiebefesten Verankerung des Festkontakts in der Vakuumkammer aufwendig und damit teuer zu fertigen. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, den Festkontakt wegzulassen und stattdessen den beweglichen Kontakt direkt auf eine Innenwand des Gehäuses zu schalten. Hierdurch werden erhebliche Kosten eingespart, weil Festkontakt (und ggf. eine sogenannte Kontaktscheibe) entfallen.
Der Begriff „direkt" stellt dabei im Rahmen der Erfindung da rauf ab, dass keine weiteren Bauteile zwischen dem bewegli chen Kontakt und dem Kontaktbereich des Gehäuses vorhanden sind. Insbesondere ist kein Gegenkontakt bzw. Festkontakt mehr erforderlich.
Beispielsweise kann auf einen an der Vakuumkammer schon vor handenen Flansch aus einem leitenden Material geschaltet wer den. Es kann z.B. zumindest anteilig Kupfer für den Flansch eingesetzt werden. Für den beweglichen Kontakt kann z.B. ein anderes Metall, z.B. zumindest anteilig Stahl, eingesetzt werden.
Die Vakuumkammer kann zumindest teilweise eine zylindrische Form aufweisen. Es kann eine elektrisch isolierte und fluid dichte Öffnung vorgesehen werden, durch die der Kontakt in die Vakuumkammer eingeführt wird. Alternativ kann ein Balg eingesetzt werden, also eine Abdichtung aus einem zusammen- drückbaren, biegsamen und fluiddichten Material. Ein Balg hat den Vorteil, dass Fluiddichtigkeit leichter herzustellen ist als bei einer Durchführung, was die Lebensdauer erhöht. Der Kontakt kann eine zylindrische Kontaktfläche aufweisen, die beim Aufpressen des Kontakts auf das Gehäuses eine große und elektrisch gut leitende Oberfläche ausbildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Betriebsmittels weist das elektrische Betriebs mittel einen Leistungsschalter auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Betriebsmittels weist das Gehäuse einen Flansch und eine Seitenwand auf, wobei der Kontaktbereich auf einer Innenseite des Flanschs angeordnet ist. Im Sinne der Erfin dung ist dabei auch ein Deckel oder sonstiger Abschluss des Gehäuses, welcher die Bewegung des Kontakts begrenzt, als Flansch anzusehen. Dies ist ein Vorteil, weil ein gewöhnli cher und kostengünstiger Flansch, z.B. aus Kupfer, verwendet werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Betriebsmittels weist das Gehäuse einen Flansch und eine Seitenwand auf, wobei der Kontaktbereich auf einer Innenseite der Seitenwand angeordnet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Betriebsmittels ist das Gehäuse einteilig aufge baut. Dies bedeutet, dass z.B. eine topfförmige Bauform aus einem Metall, wie z.B. Kupfer oder Aluminium, eingesetzt wird. Dies ist ein Vorteil, weil eine solche einteilige Form durch Umformen oder spanende Bearbeitung leicht und kosten günstig herstellbar ist. Die elektrische Isolierung gegenüber dem Kontakt kann beispielsweise durch einen zumindest teil weise elektrisch nicht-leitenden Balg sichergestellt sein. Es könnten beispielsweise einzelne Balgfalten nicht-leitend aus gebildet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Betriebsmittels weist der Kontaktbereich zumin dest anteilig ein elektrisch-leitendes Material auf. Dies ist ein Vorteil, weil damit eine elektrisch leitende Verbindung durch das Gehäuse zu einem ersten elektrischen Anschluss des Leitungsschalters bereitgestellt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Betriebsmittels weisen nicht dem Kontaktbereich zugeordneten Abschnitte der Innenseiten des Gehäuses zumin dest anteilig ein elektrisch-nichtleitendes Material auf.
Dies ist ein Vorteil, weil damit eine elektrische Isolierung des Kontaktbereichs gegenüber dem beweglichen Kontakt sichergestellt ist, sofern Kontakt und Kontaktbereich im ge öffneten Zustand des Schalters mit einer Trennstrecke beab- standet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Betriebsmittels ist auf der dem beweglichen Kon takt zugewandten Seite der Vakuumkammer ein Balg fluiddicht angeordnet, der das Gehäuse mit dem beweglichen Kontakt ver bindet. Dies ist ein Vorteil, weil durch den flexiblen Balg eine langlebige und fluiddichte Begrenzung der Vakuumkammer erreicht werden kann. Eine Durchführung, die potentiell durch den großen Druckunterschied zur Umgebung undicht werden könnte, kann vermieden werden. Als Material für den Balg kann beispielsweise ein witterungsbeständiger Metallfaltenbalg, ggf. mit vorgeformten Lamellen, eingesetzt werden. Typischer weise wird der Metallfaltenbalg im Herstellungsprozess durch Verschlusslötung im Vakuumofen mit der Vakuumkammer fluid dicht verbunden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Betriebsmittels ist der Balg elektrisch nicht- leitend ausgebildet. Dies ist ein Vorteil, weil eine elektri sche Isolierung zwischen Gehäuse und Kontakt sichergestellt ist. Es kann beispielsweise bei einem anderen Herstellungs prozess mit niedrigeren Temperaturen als bei der Verschluss lötung ein Kunststoff für den Balg eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Betriebsmittels ist eine Trennvorrichtung vorge sehen, die an dem beweglichen Kontakt angeordnet und ausge bildet ist, den Kontakt von dem Gehäuse unter Ausbildung ei ner elektrisch isolierenden Trennstrecke wegzubewegen. Die Trennvorrichtung weist z.B. eine Federmechanik auf, die z.B. von einem Motor, insbesondere einem elektrischen Motor, ange trieben bzw. aufgezogen wird und ein Wegbewegen des Kontakts ermöglicht. Alternativ kann der Kontakt mittels eines Elekt romagneten wegbewegt werden. Die Trennstrecke ist typischerweise nur einige mm lang und beabstandet die elektrischen Kontakte voneinander. Die Trenn strecke ist beispielsweise für den Hochspannungsbereich kür zer als 100 mm, bevorzugt kürzer als 50 mm und noch mehr be vorzugt den Mittelspannungsbereich unter 52 kV Nennspannung kürzer als 25 mm.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungs gemäßen elektrischen Betriebsmittels weist die Trennvorrich tung eine kinematische Kette auf, die eine von einem elektri schen Motor angetriebenen Drehbewegung in eine axiale Bewe gung des Kontakts relativ zum Gehäuse übersetzt. Die Bewe gungsachse steht dabei senkrecht auf der Kontaktfläche von Kontakt und Gehäuse.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungs gemäßen elektrischen Betriebsmittels weist die Trennvorrich tung einen Isolator auf. Dies ist ein Vorteil, weil so si chergestellt wird, dass kein Kurzschluss über die Trennvor richtung zur Erde erfolgen kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungs gemäßen elektrischen Betriebsmittels ist das Betriebsmittel zum Schalten von Niederspannung unter 7 kV ausgebildet. Dies ist ein Vorteil, weil bei diesen Spannungen mit dem elektri schen Betriebsmittel vergleichsweise kostengünstig eine Schalttechnik bereitgestellt werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungs gemäßen elektrischen Betriebsmittels ist das Betriebsmittel zum Schalten von Mittelspannung zwischen 7 kV und 52 kV aus gebildet. Dies ist ein Vorteil, weil bei diesen Spannungen mit dem elektrischen Betriebsmittel ein rasches Löschen eines Lichtbogens beim Trennen erreicht werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungs gemäßen elektrischen Betriebsmittels ist das Betriebsmittel zum Schalten von Hochspannung über 52 kV ausgebildet. Dies ist ein Vorteil, weil der Einsatz von Vakuumschalttechnik auch im Hochspannungsbereich immer interessanter wird, da kein klimaschädliches Schutzgas, wie z.B. Schwefelhexafluo rid, eingesetzt werden soll.
An die Erfindung stellt sich ferner die Aufgabe, ein Verfah ren zum Schalten eines elektrischen Betriebsmittels anzuge ben, mit dem vergleichsweise geringe Herstellungskosten bei gleichzeitig vergleichsweise langen Lebensdauern ermöglicht werden.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 11. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 12 bis 15. Es ergeben sich dabei sinngemäß jeweils die gleichen Vorteile wie eingangs für das erfindungsgemäße elektrische Betriebsmittel erläutert.
Zum besseren Verständnis der Erfindung zeigt in einer schema tischen Darstellung die
Figur eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsge mäßen elektrischen Betriebsmittels.
Die Figur zeigt Komponenten eines Leistungsschalters 1 als elektrisches Betriebsmittel mit einer ersten Aufhängung 3, die zugleich einen ersten elektrischen Anschluss des Leis tungsschalters 1 bereitstellt. Ein erstes Kontaktstück 4 weist beispielsweise eine Kontaktdruckeinrichtung auf (nicht dargestellt), die z.B. mit einer Federeinrichtung ausgerüstet ist. Es kann z.B. eine Spiralfeder oder eine Tellerfeder ein gesetzt werden. Mittels der Federeinrichtung kann - im ge schlossenen Zustand des Schalters - eine beweglich gelagerte Vakuumkammer 2 gegen einen beweglichen Kontakt 7 gepresst werden, so dass eine elektrisch gut leitende Verbindung ge währleistet ist.
Die Vakuumkammer 2 weist ein Gehäuse 5,6 mit einem Flansch 5 aus Kupfer und einer Seitenwand 6 aus Keramik auf. Die Seitenwand 6 und der Flansch 5 sind im Wesentlichen zylinder förmig ausgebildet. Die dem Flansch 5 gegenüberliegende Seite der Vakuumkammer 2 ist mit einem Balg 9 fluiddicht abgedich tet. Der Balg 9 weist vorgeformte, biegsame Lamellen auf und ist verschiebefest an dem elektrischen Kontakt 7 angebracht (z.B. durch eine Lötverbindung 16). Im Inneren der Vakuumkam mer 2 herrscht ein Vakuum 8 vor, d.h. Gase liegen nicht mehr oder nur in sehr geringen Konzentrationen vor.
Der Kontakt 7 ist mit einer zweiten Aufhängung 11 verbunden, die gleichzeitig einen zweiten elektrischen Anschluss bereit stellt. Der Kontakt 7 ist über eine Trennvorrichtung 13,14 von dem Gehäuse weg bewegbar, wobei ein elektrischer Isolator 13 zwischen einen Aktuator 15 und den Kontakt 7 geschaltet ist. Die dargestellte Bauform nutzt einen elektrischen Motor 15 und eine kinematische Kette, die die Drehbewegung des Mo tors in eine lineare Bewegung des Kontakts 7 übersetzt. Al ternativ kann mit Vorteil auch ein Linearmotor eingesetzt werden, um direkt einen Hub für den Kontakt bereit zu stel len.
Dargestellt ist in der Figur ein geschlossener Zustand des Schalters, bei dem Kontakt 7 und elektrisch leitfähiger Flansch 5 in einem Kontaktbereich 10 auf einander gepresst sind.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrisches Betriebsmittel (1), aufweisend eine Vakuumkammer (2) mit einem Gehäuse (5,6), in der ein be weglicher elektrischer Kontakt (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt (7) zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung direkt auf einen Kontaktbereich (10) des Gehäuses (5,6) anpressbar ist.
2. Elektrisches Betriebsmittel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5,6) einen Flansch und eine Seitenwand (6) aufweist, wobei der Kontaktbereich (10) auf einer Innenseite des Flanschs angeordnet ist.
3. Elektrisches Betriebsmittel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5,6) einen Flansch und eine Seitenwand (6) aufweist, wobei der Kontaktbereich (10) auf einer Innenseite der Seitenwand (6) angeordnet ist.
4. Elektrisches Betriebsmittel (1) nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbe reich (10) zumindest anteilig ein elektrisch-leitendes Mate rial aufweist.
5. Elektrisches Betriebsmittel (1) nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nicht dem Kon taktbereich (10) zugeordneten Abschnitte der Innenseiten des Gehäuses zumindest anteilig ein elektrisch-nichtleitendes Ma terial aufweisen.
6. Elektrisches Betriebsmittel (1) nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem beweglichen Kontakt (7) zugewandten Seite der Vakuumkammer (2) ein Balg (9) fluiddicht angeordnet ist, der das Gehäuse (6) mit dem beweglichen Kontakt (7) verbindet.
7. Elektrisches Betriebsmittel (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Balg (9) zumindest teilweise elektrisch nicht-leitend ausgebildet ist.
8. Elektrisches Betriebsmittel (1) nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trennvor richtung (14) vorgesehen ist, die an dem beweglichen Kontakt (7) angeordnet und ausgebildet ist, den Kontakt (7) von dem Gehäuse (5,6) unter Ausbildung einer elektrisch isolierenden Trennstrecke wegzubewegen.
9. Elektrisches Betriebsmittel (1) nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvor richtung (7) eine kinematische Kette aufweist, die eine von einem elektrischen Motor (15) angetriebenen Drehbewegung in eine axiale Bewegung des Kontakts (7) relativ zum Gehäuse (5,6) übersetzt.
10. Elektrisches Betriebsmittel (1) nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betriebs mittel (1) zum Schalten von Mittelspannung zwischen 7 kV und 52 kV ausgebildet ist.
11. Elektrisches Betriebsmittel (1) nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvor richtung (14) einen Isolator (13) aufweist.
12. Verfahren zum Schalten eines elektrischen Betriebsmittels (1), bei dem in einem Gehäuse (5,6) einer Vakuumkammer (2) ein beweglicher elektrischer Kontakt (7) angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt (7) zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung direkt auf einen Kontaktbereich (10) des Gehäuses (5,6) angepresst wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass für das Gehäuse (5,6) ein Flansch und eine Seitenwand (6) verwendet werden, wobei der Kontaktbereich (10) auf einer In nenseite des Flanschs angeordnet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass für das Gehäuse (5,6) ein Flansch und eine Seitenwand (6) verwendet werden, wobei der Kontaktbereich (10) auf einer In nenseite der Seitenwand (6) angeordnet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch ge- kennzeichnet, dass für den Kontaktbereich (10) zumindest an teilig ein elektrisch-leitendes Material verwendet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch ge kennzeichnet, dass für die nicht dem Kontaktbereich (10) zu- geordneten Abschnitte der Innenseiten des Gehäuses (5,6) zu mindest anteilig ein elektrisch-nichtleitendes Material ver wendet wird.
PCT/EP2021/051812 2020-02-27 2021-01-27 Elektrisches betriebsmittel und verfahren zum schalten eines elektrischen betriebsmittels WO2021170330A1 (de)

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DE102020202530.4 2020-02-27
DE102020202530.4A DE102020202530A1 (de) 2020-02-27 2020-02-27 Elektrisches Betriebsmittel und Verfahren zum Schalten eines elektrischen Betriebsmittels

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Publication Number Publication Date
WO2021170330A1 true WO2021170330A1 (de) 2021-09-02

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ID=74586979

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Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2021/051812 WO2021170330A1 (de) 2020-02-27 2021-01-27 Elektrisches betriebsmittel und verfahren zum schalten eines elektrischen betriebsmittels

Country Status (2)

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DE (1) DE102020202530A1 (de)
WO (1) WO2021170330A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB677776A (en) * 1949-02-11 1952-08-20 Desmond Hubert Gibson Wood Improvements in metallic bellows and apparatus incorporating metallic bellows
DE19933111A1 (de) * 1999-07-15 2001-01-18 Abb Patent Gmbh Vakuumkammer und Verfahren zur Herstellung der Vakuumkammer
EP1119010A1 (de) * 1998-10-02 2001-07-25 Hitachi, Ltd. Vakuumschalter und vakuumschaltanlage die dieser schalter verwendet
EP3493235A1 (de) * 2017-12-04 2019-06-05 Schneider Electric Industries SAS Vakuumlampe für elektrisches stromunterbrechungsgerät

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD258676A1 (de) 1985-12-10 1988-07-27 Berlin Treptow Veb K Vakuumschaltkammer fuer niederspannungsvakuumschuetze
DE4011194A1 (de) 1990-04-04 1990-08-02 Slamecka Ernst Vakuumschaltkammer
EP2421017B1 (de) 2010-08-13 2017-10-04 ABB Schweiz AG Mittelspannungsschutzschaltereinheit, die mit speziellen übertragungsmitteln betrieben wird

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB677776A (en) * 1949-02-11 1952-08-20 Desmond Hubert Gibson Wood Improvements in metallic bellows and apparatus incorporating metallic bellows
EP1119010A1 (de) * 1998-10-02 2001-07-25 Hitachi, Ltd. Vakuumschalter und vakuumschaltanlage die dieser schalter verwendet
DE19933111A1 (de) * 1999-07-15 2001-01-18 Abb Patent Gmbh Vakuumkammer und Verfahren zur Herstellung der Vakuumkammer
EP3493235A1 (de) * 2017-12-04 2019-06-05 Schneider Electric Industries SAS Vakuumlampe für elektrisches stromunterbrechungsgerät

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