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Die Erfindung betrifft eine Trennschalteinrichtung mit einem ersten Kontaktstück und mit einem zweiten Kontaktstück, welche relativ zueinander bewegbar und in einer Trennzone trennbar sind, sowie mit einer Kompressionseinrichtung, welche einen Kompressionsraum zur Aufnahme eines Fluides aufweist.
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Eine derartige Trennschalteinrichtung ist beispielsweise aus dem US-Patent
US 4,829,150 bekannt. Dort ist eine Trennschalteinrichtung mit einem ersten Kontaktstück und einem zweiten Kontaktstück beschrieben. Die beiden Kontaktstücke sind relativ zueinander bewegbar angeordnet. Die beiden bekannten Kontaktstücke sind in einer Trennzone voneinander trennbar. Weiterhin weist die Trennschalteinrichtung eine Kompressionseinrichtung auf, welche einen Kompressionsraum zur Aufnahme eines Fluides umfasst. Eines der Kontaktstücke durchsetzt den Kompressionsraum der Kompressionseinrichtung, so dass innerhalb des Kompressionsraumes komprimiertes Fluid an dem Kontaktstück vorbei in die Trennzone geleitet wird. Um eine ausreichende Strömung im Bereich der Trennzone zu erzeugen, ist der bekannte Kompressionsraum vergleichsweise großvolumig ausgebildet. Aufgrund der Großvolumigkeit des Kompressionsraumes sind hohe Antriebskräfte zum Betätigen der Kompressionseinrichtung nötig.
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Es ergibt sich somit die Aufgabe, eine Trennschalteinrichtung anzugeben, welche eine ausreichende Fluidströmung bei reduziertem energetischen Aufwand zur Komprimierung des Fluides erzeugen kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Trennschalteinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das erste Kontaktstück zumindest eine Ausströmöffnung zum Austritt von im Kompressionsraum komprimiertem Fluid aufweist.
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Eine Trennschalteinrichtung ist beispielsweise eine Einrichtung, welche einem stromlosen Öffnen eines Strompfades dient. Auch bei einem stromlosen Öffnen eines Strompfades kann es zu einem Auftreten von Entladungserscheinungen an relativ zueinander bewegbaren Kontaktstücken kommen. Derartige Entladungserscheinungen werden beispielsweise durch Restladungen auf Leitungen oder Sammelschienen gespeist, so dass es bei einem Trennen der Kontaktstücke voneinander zu Lichtbogenerscheinungen zwischen denselben kommen kann. Eine Erzeugung einer Strömung eines Fluides in der Trennzone der Trennschalteinrichtung ermöglicht es, auftretende Lichtbögen zu beblasen und die Trennzone zu kühlen bzw. von Verunreinigungen zu beräumen. Als Fluid eignen sich beispielsweise elektrisch isolierende Fluide, welche die sich zwischen den Kontaktstücken bzw. um die Kontaktstücke herum erstreckende Trennzone befüllen. Als elektrisch isolierende Fluide eignen sich insbesondere elektrisch isolierende Gase, wie beispielsweise Schwefelhexafluorid, Stickstoff oder Kohlendioxid. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass als Fluid beispielsweise flüssige Medien, wie Isolieröle oder Isolierester eingesetzt werden. Die Trennzone ist der Raum, in welchem eine Kontaktierung/Trennung der relativ zueinander bewegbaren Kontaktstücke erfolgt. Die Trennzone ist mit einem elektrisch isolierenden Fluid befüllt, so dass Kontaktstücke, welche unterschiedliche elektrische Potentiale führen können, voneinander elektrisch isoliert sind. So kann in der Trennzone eine Trennstelle angeordnet sein, um beispielsweise verschiedene Einrichtungen einer Elektroenergieübertragungseinrichtung voneinander zu trennen. So können über die Trennschalteinrichtung beispielsweise Kabel von Leistungsschaltern abgetrennt werden.
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Zur Erzeugung einer Fluidströmung kann beispielsweise eine Kompensionseinrichtung mit Kompressionsraum genutzt werden. Der Kompressionsraum kann dabei verschiedenartige Ausgestaltungen aufweisen. Der Kompressionsraum kann beispielsweise als volumenveränderliches Element ausgebildet sein, so dass bei einer Volumenreduktion des Kompressionsraumes eine Komprimierung einer innerhalb des Kompressionsraumes eingeschlossenen Fluidmenge erfolgt. Ein derartiges mechanisches Kompressionsvolumen kann beispielsweise als Kolbenzylinderanordnung ausgeführt sein. Darüber hinaus kann die Kompressionseinrichtung auch einen volumenkonstanten Kompressionsraum aufweisen, in welchen Fluidmengen eingepresst werden, wodurch das im Kompressionsvolumen aufzunehmende Fluid eine Druckerhöhung erfährt.
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Nutzt man das erste Kontaktstück zur Führung und Lenkung eines Fluidstromes in die Trennzone, so kann der zur Verfügung stehende Bauraum reduziert werden. Insbesondere im Kontaktierungsbereich des ersten Kontaktstückes, also dem Bereich, welcher einer galvanischen Kontaktierung dient bzw. in unmittelbare Nähe des zweiten Kontaktstückes verlagert wird, treten hohe Feldstärken auf. So kann das erste Kontaktstück mit zumindest einer Ausströmöffnung versehen sein, welche das komprimierte Fluid in die Trennzone austreten lässt. Die Ausströmöffnung kann eine Mündungsöffnung eines Ausströmkanals sein, welcher den Kompressionsraum an die Ausströmöffnung anbindet. Dazu kann das Kontaktstück beispielsweise zumindest einen Ausströmkanal aufweisen, welcher das komprimierte Fluid aus dem Kompressionsraum in den Bereich der Trennzone leitet. Durch die Anordnung der Ausströmöffnung unmittelbar am ersten Kontaktstück ist die Möglichkeit gegeben, das komprimierte Fluid effizient in die Bereiche zu lenken, in welchen ein Auftreten von Entladungserscheinungen am wahrscheinlichsten ist. Somit wird vermieden, dass dielektrisch stabile Bereiche unnötigerweise von einem Fluidstrom durchspült werden. So kann das Gesamtvolumen, welches unter Überdruck innerhalb des Kompressionsraumes zu setzen ist, reduziert werden kann. Entsprechend ergibt sich eine effektivere Nutzung des im Kompressionsraum komprimierten Fluides. Beispielsweise können mehrere Austrittsöffnungen an verschiedenen Positionen des ersten Kontaktstückes angeordnet sein. Insbesondere kann eine Ausströmöffnung im Kontaktierungsbereich des ersten Kontaktstückes angeordnet sein. Somit wird beispielsweise unmittelbar nach einer Kontakttrennung des ersten und des zweiten Kontaktstückes dieser zu diesem Zeitpunkt als dielektrisch kritisch anzusehende Bereich von einer Fluidströmung erfasst. Dazu können mehrere Ausströmöffnungen beispielsweise ein strahlenförmiges Austreten des Fluides in die Trennzone bewirken. Durch eine effiziente Verteilung und ein gezieltes Austreten des im Kompressionsraum komprimierten Fluides wird das Gesamtvolumen, welches zur Beblasung der Trennzone nötig ist, reduziert. Entsprechend wird eine geringere Energie benötigt, um eine Komprimierung des Fluides zu bewirken.
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Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Kompressionsraum zumindest zeitweise zumindest teilweise in die Trennzone hineinragt.
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Ein zumindest zeitweises Hineinragen des Kompressionsraumes in die Trennzone ermöglicht es, die zum Lenken und Leiten des im Kompressionsraum komprimierten Fluides in Richtung der Ausströmöffnung(en) am ersten Kontaktstück positionierbaren Ausströmkanäle vergleichsweise kurz zu halten. Bringt man nunmehr den Kompressionsraum in die Trennzone, so kann das benötigte Volumen unmittelbar in dem Bereich, in welche es zum Ausströmen vorgesehen ist, komprimiert werden. Somit sind insbesondere Reibungsverluste in Ausströmkanälen vermieden, welche auftreten würden, um von entfernt liegenden Kompressionsräumen das zum Ausströmen vorgesehene Fluid in den Bereich der Trennzone zu bringen. Entsprechend führt diese Maßnahme dazu, dass zum einen das zum Ausströmen zur Verfügung zu stellende Volumen reduziert werden kann. Zum anderen kann aufgrund der reduzierten Reibungsverluste auf einen übermäßigen Druckaufbau im Kompressionsraum verzichtet werden. Somit werden hier zur Kompression aufzuwendende Energien reduziert. Da auch der Überdruck innerhalb des Kompressionsraumes reduziert werden kann, ergeben sich durch mögliche Wandstärkereduzierungen auch reduzierte bewegte Massen an der Kompressionseinrichtung, die mit einem reduzierten Energieaufwand bewegt werden können.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass der Kompressionsraum korrespondierend zu einer Relativbewegung der Kontaktstücke zueinander in die Trennzone hinein und aus der Trennzone heraus bewegt wird. Insbesondere kann der Kompressionsraum gemeinsam mit einem bewegbaren Kontaktstück mit bewegt werden. Nutzt man nunmehr eine Kompressionseinrichtung, deren Kompressionsraum sich zumindest zeitweise innerhalb der Trennzone erstreckt, so ist es möglich, eine Komprimierung des Fluides unmittelbar in dem Bereich vorzunehmen, in welchen auch ein Ausströmen des Fluides erwünscht ist. Somit werden weite Übertragungswege, welche zu zusätzlichen Reibungsverlusten im komprimierten Fluid führen, vermieden. Entsprechend kann das zu komprimierende Volumen an Fluid reduziert werden, da dieses verlustarm unmittelbar in die Trennzone austreten und übertreten kann. Vorteilhafterweise sollte dabei ein Hineinragen des Kompressionsraumes in die Trennzone während des eingeschalteten Zustandes angestrebt werden. Wohingegen bevorzugt der Kompressionsraum aus der Trennzone in der Trennstellung der Trennschalteinrichtung entfernt sein sollte.
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Beispielsweise kann eines oder beide Kontaktstücke mittels einer Antriebseinrichtung bewegt werden, so dass innerhalb der Trennzone eine Isolationsstrecke zwischen den Kontaktstücken hergestellt werden kann, also deren Abstand zueinander vergrößert wird. Zur Kontaktierung werden die Kontaktstücke in der Trennzone einander angenähert. Beispielsweise kann das erste Kontaktstück nach Art eines Bolzens ausgeformt sein, wohingegen das zweite Kontaktstück nach Art einer Buchse ausgebildet ist, in welche das gegengleich ausgeformte bolzenförmige erste Kontaktstück einfahrbar ist.
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Die beiden Kontaktstücke sind jeweils mit weiteren Phasenleiterabschnitten elektrisch kontaktiert, so dass ein Strompfad über eine Trennstelle unterbrochen werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Kompressionsraum zumindest teilweise von dem ersten Kontaktstück begrenzt, insbesondere umgriffen ist.
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Das erste Kontaktstück kann beispielsweise bewegbar ausgestaltet sein und angetrieben von einer Antriebseinrichtung in die Trennzone hinein bewegt oder aus der Trennzone heraus bewegt werden. Nutzt man nunmehr dieses erste Kontaktstück zur Begrenzung des Kompressionsraumes, so ist es in einfacher Weise möglich, in unmittelbarer Nähe zur Trennzone bzw. innerhalb der Trennzone eine Verdichtung eines Fluides zu bewirken. Das erste Kontaktstück kann somit zum einen einer Stromübertragung bzw. Stromleitung dienen, zum anderen kann dieses Kontaktstück eine Barriere zur Begrenzung des Kompressionsraumes darstellen. Vorteilhafterweise sollte der Kompressionsraum von dem ersten Kontaktstück umgriffen sein. So ist es beispielsweise möglich, den Kompressionsraum zumindest abschnittsweise innerhalb des ersten Kontaktstückes anzuordnen, so dass dieser durch das erste Kontaktstück dielektrisch geschirmt ist. So kann der Kompressionsraum gemeinsam mit dem ersten Kontaktstück bewegt werden. Das erste Kontaktstück kann beispielsweise eine Zylinderausnehmung zur Begrenzung des Kompressionsraumes aufweisen, in welchen ein Kolben eintauchen kann. In äquivalenter Weise kann das erste Kontaktstück beispielsweise nach Art eines Kolbens in eine Zylinderausnehmung eintauchen und den Kompressionsraum begrenzen. Eine gemeinsame Bewegung zumindest von Abschnitten des Kompressionsraumes ermöglicht, dass die Trennzone in der Trennstellung der beiden Kontaktstücke von einem hineinragenden Kompressionsraum freigehalten ist. Weiter weist eine derartige Konstruktion den Vorteil auf, dass an einer Stelle oder mehreren Stellen des ersten Kontaktstückes beispielsweise zumindest eine Ausströmöffnung positionierbar ist, so dass im Kompressionsraum komprimiertes Fluid aus dem Kompressionsraum ausströmen und über die Ausströmöffnung in die Trennzone hineinströmen kann. So ist es beispielsweise möglich, verschiedene Ausströmöffnungen am ersten Kontaktstück vorzusehen, um verschiedenartige Strömungsrichtungen bzw. ein Beströmen der Trennzone aus verschiedenen Richtungen hervorzurufen.
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Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass eine Ausströmöffnung für in dem Kompressionsraum komprimiertes Fluid in einem Kontaktierungsbereich des ersten Kontaktstückes angeordnet ist.
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Eine Ausströmöffnung kann beispielsweise im Kontaktierungsbereich des ersten Kontaktstückes angeordnet sein. Der Kontaktierungsbereich eines Kontaktstückes ist der Bereich, in welchem eine galvanische Kontaktierung mit einem anderen Kontaktstück vorgesehen ist. Ein Kontaktierungsbereich eines Kontaktstückes ist beispielsweise der Bereich, in welchem die Kontaktstücke einander überlappen. Dieser Bereich ist als dielektrisch besonders belastet anzusehen, da sich hier die Kontaktstücke einander nähern bzw. voneinander entfernen, wobei die Kontaktstücke voneinander abweichende elektrische Potentiale aufweisen können. Entsprechend können an den einander zugewandten Bereichen, insbesondere an Kontaktierungsbereichen sowohl vom ersten Kontaktstück als auch vom zweiten Kontaktstück eine erhöhte dielektrische Belastung auftreten. Eine Anordnung der Ausströmöffnung innerhalb eines Kontaktierungsbereiches des ersten Kontaktstückes ermöglicht es, innerhalb der dielektrisch belasteten Bereiche höchst vorsorglich eine Strömung von aus dem Kompressionsraum ausströmenden elektrisch isolierenden Fluid hervorzurufen, da insbesondere in diesem Bereich das Entstehen von Lichtbögen aufgrund von erhöhten elektrischen Feldstärken zu erwarten ist. Somit kann ein zündender Lichtbogen bereits im Entstehungsmoment beblasen und gekühlt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das erste Kontaktstück als Zylinder oder als Kolben für einen relativ zum ersten Kontaktstück bewegbaren Kolben oder Zylinder wirkt.
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Eine Ausgestaltung des ersten Kontaktstückes als Zylinder ermöglicht es, einen Zylinderraum des ersten Kontaktstückes zur Begrenzung des Kompressionsraumes zu nutzen. Zur Volumenänderung kann in den Zylinderraum beispielsweise ein Kolben hineinragen, wobei der Kolben relativ zum ersten Kontaktstück bewegbar angeordnet ist. Vorteilhafterweise sollte der Kolben ortsfest positioniert sein, so dass das erste Kontaktstück auf dem Kolben gleitend angeordnet ist. So kann der Kolbenboden des Kolbens gemeinsam mit dem Zylinderraum des ersten Kontaktstückes den Kompressionsraum der Kompressionseinrichtung begrenzen. Vorteilhafterweise sollte dabei der Kolben als Teil des Strompfades ausgebildet werden, welcher durch die Trennschalteinrichtung unterbrechbar ist. So kann vorzugsweise zwischen dem Kolben bzw. dem Zylinder eine Gleitkontaktanordnung ausgeformt sein. Äquivalent kann auch umgekehrt eine Ausformung des ersten Kontaktstückes als Kolben vorgesehen sein, wobei das erste Kontaktstück in einen Zylinderraum eintauchen kann.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das zweite Kontaktstück einen Vorkontaktabschnitt und einen Hauptkontaktabschnitt aufweist.
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Eine Ausstattung des zweiten Schaltkontaktstückes mit Vorkontaktabschnitt und Hauptkontaktabschnitt ermöglicht es, einen Lichtbogen bevorzugt in einem bestimmten Abschnitt des zweiten Schaltkontaktstückes zu führen. Der Vorkontaktabschnitt kontaktiert das erste Schaltkontaktstück zeitlich vor einer Kontaktgabe am Hauptkontaktabschnitt des zweiten Schaltkontaktstückes. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Hauptkontaktabschnitt buchsenförmig ausgeformt ist, wobei der Vorkontaktabschnitt ein innerhalb einer Buchsenöffnung platziertes axial verschiebliches Element ist. Somit ist es beispielsweise möglich, dass der Vorkontaktabschnitt zum einen einem zeitlichen Vorkontaktieren dient, zum anderen kann der Vorkontaktabschnitt jedoch auch die Buchsenöffnung des zweiten Schaltkontaktstückes dielektrisch schirmen und so die Isolationsfestigkeit der Trennzone verstärken. Bei einem Ausschaltvorgang wird zunächst der Hauptkontaktabschnitt von dem ersten Kontaktstück gelöst und darauf folgend eine Trennung des Vorkontaktabschnittes von dem ersten Kontaktstück vorgenommen. Entsprechend treten Lichtbögen bevorzugt am Vorkontaktabschnitt auf. Somit ist es vorteilhaft, komprimiertes Fluid insbesondere in Richtung des Vorkontaktabschnittes austreten zu lassen.
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Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Vorkontaktabschnitt und der Hauptkontaktabschnitt relativ zueinander bewegbar sind.
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Der Vorkontaktabschnitt kann relativ verschieblich zum Hauptkontaktabschnitt des zweiten Kontaktstückes gelagert sein. Damit ist die Möglichkeit gegeben, dass eine federbelastete Kontaktgabe zwischen dem Vorkontaktabschnitt und erstem Kontaktstück sowie dem Hauptkontaktabschnitt und dem ersten Kontaktstück unabhängig voneinander erfolgen kann. Bei einem Ausschaltvorgang ist ein Kommutieren eines Ausschaltstromes von dem Hauptkontaktabschnitt auf den Vorkontaktabschnitt möglich. Der Vorkontaktabschnitt kann dabei den Hauptkontaktabschnitt vor Lichtbogenerosion schützen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass im Kompressionsraum komprimiertes Fluid während eines Ausschaltvorganges aus dem Kompressionsraum ausströmt.
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Vorteilhafterweise sollte eine Komprimierung eines Fluides im Kompressionsraum während bzw. vor dem Einsetzen eines Ausschaltvorganges erfolgen, so dass im Zuge eines Ausschaltvorganges innerhalb des Kompressionsraumes ein ausreichendes Volumen an druckerhöhtem Fluid vorgehalten ist, welches durch eine Ausströmöffnung in die Trennzone strömen kann. Insbesondere bei einem kontinuierlichen Komprimieren des Fluides im Zuge eines Ausschaltvorganges, kann ein kontinuierliches Ausströmen des komprimierten Fluides durch die Ausströmöffnung erzwungen werden. Entsprechend ist ein Vorhalten von drucküberhöhtem Fluid im Vorfeld eines Ausschaltvorganges nicht nötig. Ein Ausströmen von Fluid kann bereits während eines Einsetzens des Ausschaltvorganges beginnen sowie möglichst kontinuierlich während des Vorliegens einer Relativbewegung der Kontaktstücke zueinander im Zuge eines Ausschaltvorganges anhalten. Entsprechend werden aus der Trennzone Verschmutzungen ausgespült. Die Trennzone wird gekühlt und gespült. So ist ein Löschen von Schaltlichtbögen in der Trennzone unterstützt.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.
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Dabei zeigt die
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Figur einen Schnitt durch eine Trennschalteinrichtung.
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Die Trennschalteinrichtung weist ein Kapselungsgehäuse 1 auf. Das Kapselungsgehäuse 1 weist vorliegend einen metallischen Grundkörper auf. Im Innern des Kapselungsgehäuses 1 ist ein Aufnahmeraum angeordnet. Das Kapselungsgehäuse 1 stellt eine Barriere dar, so dass im Innern des Kapselungsgehäuses 1 im Aufnahmeraum angeordnetes Fluid nicht aus dem Kapselungsgehäuse 1 austreten kann. Das im Aufnahmeraum eingeschlossene Fluid ist gegenüber der Umwelt hermetisch abgeschlossen. Vorzugsweise wirkt das im Aufnahmeraum eingeschlossene Fluid elektrisch isolierend und ist mit einem Überdruck beaufschlagt, so dass dessen Isolationsfestigkeit erhöht ist. Als elektrisch isolierende Fluide eignen sich beispielsweise gasförmiges Schwefelhexafluorid, gasförmiges Kohlendioxid oder gasförmiger Stickstoff. Weiterhin können auch flüssige Fluide Verwendung finden. Hier sind beispielsweise Isolieröle oder Isolierester verwendbar.
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Um die im Aufnahmeraum angeordneten elektrisch aktiven Teile der Trennschalteinrichtung zu kontaktieren, weist das Kapselungsgehäuse 1 eine erste Flanschdurchführung 2 sowie eine zweite Flanschdurchführung 3 auf. Die beiden Flanschdurchführungen 2, 3 weisen jeweils einen Flansch auf, welcher fluiddicht von einem elektrisch isolierenden Durchführungsisolator verschlossen ist. Die Durchführungsisolatoren sind jeweils von einem Phasenleiterabschnitt fluiddicht durchsetzt, welche aus der Umgebung des Kapselungsgehäuses 1 in das Innere des Aufnahmeraumes verlaufen.
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Im Aufnahmeraum sind ein erstes Kontaktstück 4 sowie ein zweites Kontaktstück 5 angeordnet. Die beiden Kontaktstücke 4, 5 sind relativ zueinander bewegbar. Dabei ist das erste Kontaktstück 4 bolzenförmig ausgebildet und entlang einer Längsachse 6 verschieblich gelagert. Das zweite Kontaktstück 5 ist buchsenförmig ausgebildet, wobei eine Buchsenöffnung derart ausgeformt ist, dass das erste Kontaktstück 4 mit seinem Kontaktierungsbereich in die Buchsenöffnung des zweiten Kontaktstückes 5 einfahren kann. Das zweite Kontaktstück 5 ist dabei in einen Hauptkontaktabschnitt 5a, welcher die Buchsenöffnung außenmantelseitig umgreifen, sowie einen Vorkontaktabschnitt 5b unterteilt, welcher umgriffen von dem Hauptkontaktabschnitt 5a in der Buchsenöffnung des zweiten Kontaktstückes 5 verschieblich gelagert ist. Dem ersten Kontaktstück 5 ist eine erste Führungseinheit 7 zugeordnet, welche einem Führen und Leiten des ersten Kontaktstückes 4 dient. Weiterhin dient die erste Führungseinheit 7 einer elektrischen Kontaktierung des ersten Kontaktstückes 4 mit einem Phasenleiterabschnitt, welcher durch die zweite Flanschdurchführung 3 in die Umgebung des Kapselungsgehäuses 1 geleitet ist. Gleichartig weist das zweite Kontaktstück 5 eine zweite Führungseinheit 8 auf, welcher einer Positionierung des zweiten Kontaktstückes 5 dient. Weiterhin dient die zweite Führungseinheit 8 auch einer Kontaktierung des zweiten Kontaktstückes 5 mit einem Phasenleiterabschnitt, welcher durch die erste Flanschdurchführung 2 in die Umgebung des Kapselungsgehäuses 1 geleitet ist. Die beiden Führungseinheiten 7, 8 sind über elektrisch isolierende Stützanordnungen 9a, 9b innenmantelseitig am Kapselungsgehäuse 1 abgestützt. Der Vorkontaktabschnitt 5b des zweiten Kontaktstückes 5 ist an der zweiten Führungseinheit 8 in Richtung der Längsachse 6 verschieblich gelagert. Dabei ist die Vorkontakteinheit 5b federbelastet in Richtung des ersten Kontaktstückes 4 in der zweiten Führungseinheit 8 gelagert, wobei im geöffneten Zustand der Trennschalteinrichtung der Vorkontaktabschnitt 5b die Buchsenöffnung des zweiten Kontaktstückes 5 zu großen Teilen versperrt und diese dielektrisch schirmt. Ergänzend ist an der zweiten Führungseinheit 8 eine Schirmhaube 10 angeordnet, welche das zweite Kontaktstück 5 dielektrisch schirmt. In analoger Weise ist an der ersten Führungseinheit 7 eine weitere Schirmhaube 11 angeschlagen, welche die erste Führungseinheit 7 sowie das erste Kontaktstück 4 dielektrisch schirmt. An den einander zugewandten Seiten der weiteren Schirmhaube 11 sowie der Schirmhaube 10 sind die Schirmhauben 10, 11 jeweils von Ausnehmungen durchsetzt, über welche ein Zugang zu dem ersten bzw. zweiten Kontaktstück 4, 5 möglich ist. Zwischen den beiden Schirmhauben 10, 11 bzw. zwischen den beiden Kontaktstücken 4, 5 sowie im kontaktierten Zustand um die beiden Kontaktstücke 4, 5 herum erstreckt sich eine Trennzone 12 der Trennschalteinrichtung. Die Trennzone 12 ist der Bereich, in welchem die Ausbildung einer elektrisch isolierenden Strecke zwischen dem ersten Kontaktstück 4 sowie dem zweiten Kontaktstück 5 möglich ist. Diese elektrisch isolierende Strecke wird auch als Schaltstrecke bezeichnet. In der Trennzone 12 kann es bei einem Öffnungsvorgang zu einem Entstehen eines Schaltlichtbogens kommen, beispielsweise durch aufgeladene Leitungen, welche an den die Flanschdurchführungen 2, 3 passierenden Phasenleiterabschnitte angeschlossen sind. Die Trennzone 12 ist vorteilhafterweise mit dem elektrisch isolierenden Fluid durchspült, wobei während eines Ausschaltvorganges eine Durchströmung der Trennzone 12 mit ausströmenden Fluid gezielt hervorgerufen werden sollte.
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Im geöffneten Zustand erstreckt sich die Trennzone 12 zwischen den einander zugewandten Bereichen vom ersten sowie zweiten Kontaktstück 4, 5. Das erste Kontaktstück 4 ist dabei zumindest abschnittsweise hohlzylindrisch ausgebildet, so dass das erste Kontaktstück 5 auf der ersten Führungseinheit 7 gleitend gelagert sein kann. Die erste Führungseinheit 7 wirkt dabei als Kolben, welcher bei einer Bewegung des ersten Kontaktstückes 4 in die Zylinderausnehmung des ersten Kontaktstückes 4 eintaucht bzw. aus dieser herausbewegt wird. Entsprechend ist die erste Führungseinheit 7 kolbenartig ausgebildet, wohingegen das erste Kontaktstück 4 zylinderartig ausgebildet ist. Die Zylinderausnehmung des ersten Kontaktstückes 4 wirkt dadurch als Kompressionsraum 13, welcher ein variables Volumen aufweist. Der Kompressionsraum 13 ist mit dem im Innern des Kapselungsgehäuses 1 eingeschlossenen Fluid befüllt. In dem ersten Kontaktstück 4 sind Ausströmkanäle 14a, 14b, 14c angeordnet. Die Ausströmkanäle 14a, 14b, 14c sind dabei strahlenförmig zu der Längsachse 6 ausgerichtet. Die Ausströmkanäle 14a, 14b, 14c münden einerseits in dem Kompressionsraum 13. Andererseits weisen die Ausströmkanäle 14a, 14b, 14c in einem Kontaktierungsbereich des ersten Kontaktstückes 4 jeweils zumindest eine Ausströmöffnung auf.
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Im geschlossenen Zustand der Trennschalteinrichtung stehen das erste und das zweite Kontaktstück 4, 5 miteinander in galvanischem Kontakt. Der Kompressionsraum 13 weist sein größtes Volumen auf (vgl. Fig. oberhalb der Längsachse 6). Innerhalb des Kompressionsraumes 13 liegt das dort eingeschlossene Fluid im Wesentlichen mit demselben statischen Druck vor, wie das weitere innerhalb des Kapselungsgehäuses 1 eingeschlossene Fluid. Im Zuge einer Bewegung des ersten Kontaktstückes 4 durch eine in der Figur nicht dargestellte Antriebseinrichtung, wird das erste Kontaktstück 4 von dem zweiten Kontaktstück 5 entfernt (vgl. Fig. Unterhalb der Längsachse 6). Dabei wird das kolbenförmige erste Führungselement 7 relativ zum ersten Kontaktstück 4 bewegt, so dass das Volumen des Kompressionsraumes 13 reduziert wird. Das innerhalb des Kompressionsraumes 13 eingeschlossene Fluid wird dabei unter einen Überdruck gesetzt, da der Querschnitt der Ausströmkanäle 14a, 14b, 14c/der Mündungsöffnungen nicht ausreicht, um das im Zuge einer Schaltbewegung des ersten Kontaktstückes 4 voranschreitende Reduzieren des Volumens des Kompressionsraumes 13 zeitnah druckkompensiert auszugleichen. Entsprechend wird das im Innern des Kompressionsraumes 13 eingeschlossene Fluid in seinem Druck erhöht und dabei insbesondere kontinuierlich durch die Ausströmkanäle 14a, 14b, 14c nach außen gepresst. Aufgrund der Querschnitte der Ausströmkanäle 14a, 14b, 14c erfolgt eine Beschleunigung des hindurchtretenden Fluids und das im Kompressionsraum 13 komprimierte Fluid strömt in die Trennzone 12 hinein. Nach einer Lösung des ersten Kontaktstückes 4 von dem Hauptkontaktabschnitt 5a des zweiten Kontaktstückes 5 verbleibt ein galvanischer Kontakt zu dem Vorkontaktabschnitt 5b. Der Vorkontaktabschnitt 5b ist federbelastet gegen das sich entfernende erste Kontaktstück 4 gepresst. Erst mit dem Erreichen eines Anschlages, d. h., der Vorkontaktabschnitt 5b stoppt (Buchsenöffnung des zweiten Kontaktstückes 5 ist verschlossen), öffnet der verbleibende Strompfad und ein gegebenenfalls zündender Lichtbogen wird bereits zu diesem Zeitpunkt von der aus den Ausströmöffnungen der Ausströmkanäle 14a, 14b, 14c austretenden Fluidströmung umspült. Ein zentrisch angeordneter Kanal 14b ist dabei von dem Vorkontaktabschnitt 5a so lange verdämmt, wie eine galvanische Verbindung zwischen dem ersten sowie dem zweiten Kontaktstück 4, 5 besteht. Unterhalb der Längsachse 6 ist eine Zwischenstellung des ersten Kontaktstückes 4 abgebildet, in welcher das erste Kontaktstück 4 von seiner geschlossenen Position in seine geöffnete Position verbracht wird, wobei bereits eine galvanische Trennung der beiden Kontaktstücke 4, 5 erfolgt ist, jedoch noch nicht die Endlage des ersten Kontaktstückes 4 erreicht ist. Zu diesem Zeitpunkt ist im Innern des Kompressionsraumes ein erhöhter Druck zu verzeichnen (vgl. Dichte der symbolisch in dem Kompressionsraum 13 gezeigten Partikel ober- bzw. unterhalb der Längsachse 6).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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