DE102014102929A1

DE102014102929A1 - Gasdämpfer für einen Hochspannungsschalter

Info

Publication number: DE102014102929A1
Application number: DE102014102929.1A
Authority: DE
Inventors: Jakub Korbel; Daniel Ohlsson; Sami Kotilainen; Timothy Sutherland
Original assignee: ABB Technology AG
Current assignee: Hitachi Energy Ltd
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2015-09-10
Also published as: FR3018388B1; FR3018388A1; CN104900446A; CN104900446B

Abstract

Ein Hochspannungsschalter, insbesondere Leistungsschalter, umfasst: ein Gehäuse (10), das ein Gasvolumen für ein dielektrisch isolierendes Gas bestimmt; ein erstes Kontaktelement (21; 23) und ein zweites Kontaktelement (22; 24), zwischen denen wahlweise eine elektrisch leitende Verbindung ausbildbar ist, wobei das erste und das zweite Kontaktelement (21, 22; 23; 24) entlang einer Achse (A) des Hochspannungsschalters beweglich ist; einen Antrieb (30), der mit dem ersten Kontaktelement (21; 23) verbunden ist, um das erste Kontaktelement (21; 23) zum Trennen der elektrisch leitenden Verbindung in eine erste Richtung (R1) entlang der Achse (A) zu bewegen; ein Getriebe (40), das an seiner Antriebsseite mit dem ersten Kontaktelement (21; 23) und an seiner Abtriebsseite mit dem zweiten Kontaktelement (22; 24) verbunden ist, um die Bewegung des ersten Kontaktelements (21; 23) auf das zweite Kontaktelement (22; 24) zu übertragen, so dass das zweite Kontaktelement (22; 24) zum Trennen der elektrisch leitenden Verbindung in eine von der ersten Richtung (R1) entgegengesetzte, zweite Richtung (R2) entlang der Achse (A) bewegbar ist; und einen Gasdämpfer (50), der an der Abtriebsseite des Getriebes (40) vorgesehen ist, um die Bewegung des zweiten Kontaktelements (22; 24) zu dämpfen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Hochspannungsschalter, insbesondere auf elektrische Leistungsschalter mit einem Gasdämpfer. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Trennen einer leitenden Verbindung eines Hochspannungsschalters, insbesondere eines Leistungsschalters.
Stand der Technik
Schalter, in denen ein Abbrandkontakt, etwa eine Löschtulpe, zum Trennen einer elektrischen Verbindung von einem weiteren Abbrandkontakt, etwa einem Stift, wegbewegt wird, sind im Stand der Technik bekannt. Auch sind Schalter bekannt, in denen zwei Abbrandkontakte in entgegengesetzter Richtung bewegt werden.
Beispielsweise ist in EP 0 809 269 ein Hochspannungs-Leistungsschalter mit zwei bewegbaren, einander koaxial gegenüberliegenden Lichtbogenkontaktstücken beschrieben. Eine Antriebsstange ist an der Isolierstoffdüse befestigt und treibt über einen auf der Schalterachse angeordneten zweiarmigen Hebel das gegenüberliegende Lichtbogenkontaktstück an.
In dem U.S. Pat. No. 3,896,282 ist ein Leistungstrenner mit zwei entgegengesetzt bewegbaren Kontakten beschrieben, die in einem schutzgasgefüllten Gehäuse angeordnet sind. Die Kontakte sind durch ein Hebelgetriebe verbunden, das einen auf der Schalterachse angeordneten zweiarmigen Hebel mit beidseitig angelenkten Verbindungsstangen umfasst.
Allgemein weisen Leistungsschalter mit einer Doppelbewegung der Kontakte eine Reihe von Vorteilen gegenüber Leistungsschaltern mit Einfachbewegung auf. Die Geschwindigkeit beim Trennungsvorgang der Abbrandkontakte kann deutlich erhöht werden, während die aufzuwendende Energie des Antriebs etwa die gleiche bleiben kann wie bei Leistungsschaltern mit Einfachbewegung. Allerdings wird ein Getriebe während des Öffnungs- oder Trennungsvorgangs, bei dem die Beschleunigung und Abbremsung am höchsten sind, belastet, wodurch Metall- oder Plastikteilchen erzeugt werden können. Diese Teilchen können die dielektrischen Eigenschaften verschlechtern und zu Problemen bei einer Zustandsüberprüfung nach einem Ausdauertest (typischerweise 10'000 mechanische Schalthandlungen) führen.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Belastung eines Getriebes in einem Hochspannungsschalter, insbesondere in einem elektrischen Leistungsschalter, zu senken. Diese Aufgabe wird gelöst durch den Hochleistungsschalter und dem Verfahren zum Trennen einer elektrisch leitenden Verbindung eines Hochspannungsschalters gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Weiterer Vorteile, Merkmale, Aspekte und Details der Erfindung sowie bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Hochleistungsschalter, insbesondere ein Leistungsschalter, mit einem Gasdämpfer zur Verfügung gestellt. Der Hochleistungsschalter umfasst ein Gehäuse, das ein Gasvolumen für ein dielektrisch isolierendes Gas bestimmt, ein erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement, zwischen denen wahlweise eine leitende Verbindung ausbildbar ist, wobei das erste und das zweite Kontaktelement entlang einer Achse des Hochspannungsschalters beweglich sind, und einen Antrieb, der mit dem ersten Kontaktelement verbunden ist, um das erste Kontaktelement zum Trennen der leitenden Verbindung in eine erste Richtung entlang der Achse zu bewegen. Der Hochleistungsschalter umfasst ferner ein Getriebe, das an seiner Antriebsseite mit dem ersten Kontaktelement und an seiner Abtriebsseite mit dem zweiten Kontaktelement verbunden ist, um die Bewegung des ersten Kontaktelements auf das zweite Kontaktelement zu übertragen, so dass das zweite Kontaktelement zum Trennen der leitenden Verbindung in eine von der ersten Richtung entgegengesetzte, zweite Richtung entlang der Achse bewegt wird. Dabei ist der Gasdämpfer an der Abtriebsseite des Getriebes vorgesehen, um die Bewegung des zweiten Kontaktelements zu dämpfen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Trennen einer leitenden Verbindung eines Hochspannungsschalters, insbesondere eines Leistungsschalters, zur Verfügung gestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Bewegen eines ersten Kontaktelements in eine erste Richtung entlang einer Achse des Hochspannungsschalters mittels eines Antriebs; Übertragen der Bewegung des ersten Kontaktelements mittels eines Getriebes auf ein an seiner Abtriebsseite vorgesehenes, zweites Kontaktelement, so dass das zweite Kontaktelement in eine von der ersten Richtung entgegengesetzte, zweite Richtung bewegt wird; Trennen des ersten Kontaktelements von dem zweiten Kontaktelement; und Dämpfen der Bewegung des zweiten Kontaktelements mittels eines an der Abtriebsseite des Getriebes vorgesehenen Gasdämpfers.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zum Ausführen der offenbarten Verfahren und umfasst auch Vorrichtungsteile zum Ausführen jeweils einzelner Verfahrensschritte. Beispielsweise bezieht sich die Erfindung auch auf ein Getriebe zum Einbau in einen Hochspannungsschalter bzw. zur Verwendung in einem Hochspannungsschalter, so dass der Hochspannungsschalter die oben oder in den Ansprüchen beschriebenen Eigenschaften aufweist.
Kurze Beschreibung der Figuren
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Die Figuren zeigen schematisch, gegebenenfalls ausschnittweise und jeweils nur beispielhaft in Seitenansicht im Querschnitt in:
1 einen Leistungsschalters mit einem erfindungsgemässen Gasdämpfer;
2 einen Teil eines erfindungsgemäßen Hochspannungsschalters;
3A–3C Bewegungszustände beim Kontakttrennen eines erfindungsgemäßen Gasdämpfers;
4 einen Teil eines erfindungsgemäßen Gasdämpfers;
5A–5B Anordnungen des erfindungsgemäßen Gasdämpfers aus der 4 beim Kontaktrennen bzw. Kontaktausbilden; und
6 einen Teil eines weiteren erfindungsgemäßen Gasdämpfers.
Wege zur Ausführung der Erfindung
1 zeigt schematisch einen Hochspannungsschalter, insbesondere einen Leistungsschalter. Der Leistungsschalter ist typischerweise ein Druckgasschalter, wie er beispielsweise in Hochspannungsnetzen verwendet wird. Er umfasst typischerweise zumindest einige übliche Bestandteile eines solchen Schalters wie ein schutzgasgefülltes Gehäuse, ein Paar von Kontakten, insbesondere ein Paar von Abbrandkontakten, und gegebenenfalls ein Paar von Nennstromkontakten. Einer der Abbrandkontakte ist in der Regel als Tulpe, der andere als Stift gestaltet. Die Abbrandkontakte sind längs einer Schaltachse gegeneinander verschiebbar. Typischerweise bestimmt das Gehäuse 10 ein Gasvolumen für ein dielektrisch isolierendes Gas, das das Schutzgas darstellt.
Vorzugsweise weist jedes Paar von Kontakten ein erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement auf. Bei dem in der 1 dargestellten Hochspannungsschalter weist das Paar von Abbrandkontakten 21, 22 ein erstes Kontaktelement 21 und ein zweites Kontaktelement 22 auf, und das Paar von Nennstromkontakten 23, 24 weist ein erstes Kontaktelement 23 und ein zweites Kontaktelement 24 auf. Jeweils zwischen dem ersten Kontaktelement 21, 23 und dem zweiten Kontaktelement 22, 24 kann wahlweise eine leitende Verbindung ausbildbar sein, indem das erste Kontaktelement 21, 23 und das zweite Kontaktelement 22, 24 entlang einer Achse A des Hochspannungsschalters bewegt werden. Das erste Kontaktelement 23 des Paars von Nominalkontakten 23, 24 ist mit einem Isolierteil bzw. einer Isolierstoffdüse 25 verbunden.
Der Hochspannungsschalter weist ferner einen Antrieb 30 (hier zum Beispiel Primärantrieb 30) und ein Getriebe 40 (hier zum Beispiel Hilfsgetriebe) auf. Der Antrieb 30 ist mit mindestens einem der ersten Kontaktelemente 21, 23, also dem ersten Kontaktelement 21 des Paars von Abbrandkontakten oder dem ersten Kontaktelement 23 des Paars von Nominalkontakten oder mit beiden ersten Kontaktelementen 21 und 23, verbunden. Das Getriebe 40 weist eine Antriebsseite und eine Abtriebsseite auf. Dabei ist die Antriebsseite diejenige Seite des Getriebes 40, die über das erste Kontaktelement 21, 23 mit dem Antrieb 30 verbunden ist. Vorzugsweise ist das Getriebe 40 nicht direkt mit dem ersten Kontaktelement 21, 23 verbunden. Insbesondere kann das Getriebe 40 ein Verbindungselement 41 aufweisen, über welches das Getriebe 40 mit der Isolierstoffdüse 25 verbunden ist, um eine elektrisch nicht leitende Verbindung zwischen dem ersten Kontaktelement 21, 23 und dem Getriebe 40 auszubilden. An seiner Abtriebseite ist das Getriebe 30 mit dem zweiten Kontaktelement 22, 24 verbunden.
Zum Trennen (Öffnen) der leitenden Verbindung bewegt der Antrieb 30 die ersten Kontaktelemente 21, 23 in eine erste Richtung R1 entlang der Achse A. Das Getriebe 40 überträgt die Bewegung der ersten Kontaktelemente 21, 23 auf die zweiten Kontaktelemente 22, 24, so dass die zweiten Kontaktelement 22, 24 zum Trennen der leitenden Verbindung in eine von der ersten Richtung R1 entgegengesetzte, zweite Richtung R2 entlang der Achse A bewegt werden. Dies schließt den Fall ein, dass während einzelner Bewegungsphasen die Bewegungsrichtung der ersten Kontaktelemente 21, 23 mit der Bewegungsrichtung der zweiten Kontaktelemente 22, 24 übereinstimmen kann, etwa wenn die zweiten Kontaktelemente 22, 24 zu Beginn der Bewegung einen Totpunkt durchlaufen (wie etwa in EP 1 630 840 A beschrieben).
Zum Schließen (Ausbilden) der leitenden Verbindung bewegt der Antrieb 30 die ersten Kontaktelemente 21, 23 in die zweite Richtung R2 und das Getriebe 40 überträgt diese Bewegung auf die zweiten Kontaktelemente 22, 24, so dass die zweiten Kontaktelement 22, 24 in die erste Richtung R1 bewegt werden. Obwohl hier die Bewegung beider erster und zweiter Kontaktelemente 21, 22, 23, 24 beschrieben ist, können in einer Variante jeder hierin beschriebenen Ausführungsform auch das erste und zweite Kontaktelement 21, 22 des Paars von Abbrandkontakten bewegt werden, während etwa einer der Nominalkontakte (z.B. Nominalkontakt 24) ortsfest ist.
Die Geschwindigkeit, mit welcher die Kontaktelemente 21, 22 voneinander weg bewegt werden, ist sehr hoch, um die Erzeugung eines Lichtbogens zu minimieren. Dadurch wird das Getriebe bei Betrieb und insbesondere während eines mechanischen Dauer- oder Beanspruchungstests stark beansprucht, wodurch eine nicht vernachlässigbare Menge von Teilchen, beispielsweise Abriebteilchen, erzeugt werden kann. Um die Teilchenerzeugung zu reduzieren, kann die Gleitoberfläche erhöht werden, was einen erhöhten Platzbedarf und erhöhte Kosten des Getriebes erfordern würde. Aufgrund intensiver Nachforschungen haben die Erfinder festgestellt, dass die Beanspruchung des Getriebes besonders hoch ist, wenn das von dem Getriebe angetriebene Kontaktelement (hierin als zweites Kontaktelement bezeichnet) abgebremst wird. Dieses Problem wird bei – grundsätzlich erwünschter – kompakter Bauweise des Schalters noch verstärkt, da hierbei üblicherweise auch der Bremsweg verkürzt und somit die Belastung des Getriebes weiter erhöht wird.
Als Lösung oder Minderung des Problems der Getriebebelastung wird nun vorgeschlagen, die Belastung des Getriebes durch Einbauen oder Verwenden eines abtriebsseitigen Dämpfers zu reduzieren. Dies ist insbesondere bei neuerdings entwickelten Hochspannungsschaltern von Vorteil, die eine besonders hohe Geschwindigkeit beim Trennen der Kontakte aufweisen, da hier besonders hohe Beschleunigungen und Kräfte auf das Getriebe und auf die Gleitlager einwirken.
Die Bewegung der Kontakte beim Trennen der leitenden Verbindung kann dabei entsprechend einem Verlauf der Geschwindigkeit in zwei Teilabschnitte unterteilt werden, insbesondere in einen Beschleunigungsvorgang für die Dauer vom Beginn der Bewegung bis zu dem Zeitpunkt der höchsten Geschwindigkeit der Bewegung und in einen Abbremsvorgang vom dem Zeitpunkt der höchsten Geschwindigkeit der Bewegung bis zum Ende der Bewegung, insbesondere bis zum Ende des Hauptteils der Bewegung. Der Beschleunigungsvorgang entspricht also dem Teilabschnitt des Geschwindigkeitsverlaufs mit überwiegend positiver Steigung und somit überwiegend positiver Beschleunigung, und der Abbremsvorgang entspricht dem Teilabschnitt des Geschwindigkeitsverlaufs mit überwiegend negativer Steigung und somit überwiegend negativer Beschleunigung. Typischerweise beträgt die Dauer des Beschleunigungsvorgangs einige Millisekunden bis einige zehn Millisekunden, wobei üblicherweise die Dauer des Abbremsvorgangs kürzer ist als die Dauer des Beschleunigungsvorgangs. Insbesondere kann die Dauer des Beschleunigungsvorgangs etwa 0,01 s bis 0,05 s und die Dauer des Abbremsvorgangs etwa 0,005 s bis etwa 0,025 s betragen.
Wie bereits oben beschrieben, braucht die Bewegung im Beschleunigungsvorgang bzw. im Abbremsvorgang nicht zwingend monoton steigend bzw. fallend zu verlaufen. Vielmehr kann der Hochspannungsschalter auch so ausgestaltet sein, dass eine Bewegungsrichtungsumkehr von zumindest einem Kontaktelement vorliegt, sich das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement also zeitweise in die gleiche Richtung bewegen, wie beispielsweise in EP 1 630 840 A1 beschrieben.
Somit soll unter der Bewegung des zweiten Kontaktelements 22, 24 in eine von der ersten Richtung R1 des ersten Kontaktelements 21, 23 entgegengesetzte, zweite Richtung R2 entlang der Achse A verstanden werden, dass die Bewegung des zweiten Kontaktelements 22, 24 zum überwiegenden Teil des Bewegungsvorgangs, insbesondere nach dem Trennen der Abbrandkontakte, in eine andere Richtung bewegt wird als das erste Kontaktelement 21, 23.
Beispielsweise kann die Beschleunigung während des Beschleunigungsvorgangs betragsmäßig ca. 100 g bis 300 g (1000 m/s² bis 3000 m/s²) betragen, und/oder die Beschleunigung während des Abbremsvorgangs kann betragsmäßig ca. 300 g bis 700 g (3000 m/s² bis 7000 m/s²) betragen. Folglich stellt der Abbremsvorgang die stärkere Belastung des Getriebes dar. Geht man von einer Masse von 2 kg bis 3 kg des zweiten Kontaktelements 22, 24 aus, so wirkt folglich eine beträchtliche Kraft auf das Getriebe ein.
Die Verwendung von leichteren Materialen, wie beispielsweise Aluminium, ist nur in beschränktem Umfang möglich, da das zweite Kontaktelement beispielsweise beim Schalten, und insbesondere während eines Leistungstests, einem heißem Gas ausgesetzt ist. Insbesondere kann sich dabei das im Gehäuse 10 eingeschlossene Gas so weit erhitzten, dass es das zweite Kontaktelement 22, 24 angreifen kann. Ferner sollte vorteilhafterweise die Spitze aus einem schweren Material hergestellt werden, wie beispielsweise Wolfram, und die verbleibenden, dem heißen Gas ausgesetzten Oberflächen beispielsweise aus Stahl oder Kupfer hergestellt werden, um eine hohe Beständigkeit zu erreichen. Folglich stell die Reduzierung der Masse des zweiten Kontaktelements 22, 24 kein bevorzugtes Mittel dar.
Eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung der Belastung des Getriebes bestünde in einer Änderung der Übersetzung des Getriebes. Jedoch würde dies zu einer Erhöhung der Hublänge, der Länge des zweiten Kontaktelements 22, 24 und den gesamten Abmessungen sowie zu einer Erhöhung der bewegten Masse führen. Durch die erhöhte Masse würde auch die während des Beschleunigungsvorgangs auf das Getriebe einwirkende Kraft erhöht werden, wodurch sich in Folge insbesondere das Isolierteil bzw. die Isolierstoffdüse verbiegen könnte.
Gemäß manchen Ausführungsformen der Erfindung kann nun, um vorteilhafterweise die Belastung des Getriebes zu reduzieren, ein Dämpfer, insbesondere ein Gasdämpfer, zum Dämpfen der Bewegung eines Kontaktelements vorgesehen sein. Insbesondere kann der Gasdämpfer an der Abtriebsseite des Getriebes vorgesehen sein, um die Bewegung eines zweiten Kontaktelements (z. B. 22, 24) zu dämpfen.
Wie in der 2 gezeigt, die einen Teil eines erfindungsgemäßen Hochspannungsschalters in seitlicher Querschnittsansicht darstellt, kann ein Gasdämpfer 50 im Hochspannungsschalter vorgesehen sein. Der Gasdämpfer 50 ist vorzugsweise an der Abtriebsseite des Getriebes 40 vorgesehen, um die Bewegung eines zweiten Kontaktelements 22, 24, also entweder die des zweiten Kontaktelements 22 des Paars von Abbrandkontakten oder die des zweiten Kontaktelements 24 des Paars von Nominalkontakten, oder beide zweite Kontaktelemente 22, 24, also die des zweiten Kontaktelements 22 des Paars von Abbrandkontakten und des zweiten Kontaktelements 24 des Paars von Nominalkontakten, zu dämpfen. Alternativ kann der Gasdämpfer 50 auch an der Antriebsseite vorgesehen sein, um die Bewegung eines oder beider erster Kontaktelemente 21, 23 zu dämpfen. Wobei für den Fall eines Hochspannungsschalters mit voller Doppelbewegung der Gasdämpfer auch nur an einem der ersten oder zweiten Kontaktelemente 21, 22, 23, 24 angreifen kann, um die Bewegung aller Kontaktelemente 21, 22, 23, 24 zu dämpfen. In diesem Fall können auch mindestens zwei Gasdämpfer vorgesehen sein, von denen einer mit dem zweiten Kontaktelement 22 des Paars von Abbrandkontakten 21, 22 verbunden ist und ein anderer Gasdämpfer mit dem zweiten Kontaktelement 24 des Paars von Nominalkontakten 23, 24 verbunden ist.
Gemäß manchen Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombinierbar sind, kann im Gasdämpfer 50 das elektrisch isolierende Gas für die Dämpfung verwendet werden.
Ferner ist gemäß manchen Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombinierbar sind, ein Kolben 26 vorgesehen, der mit dem zweiten Kontaktelement 22, 24 verbunden ist, um mit diesem zusammen bewegt zu werden. Weiterhin weist gemäß manchen Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombinierbar sind, der Gasdämpfer 50 einen Zylinder 51 auf, in dem der Kolben 26 geführt ist.
Wie in der 2 gezeigt, kann der Zylinder 51 ein offenes Ende, durch das der Kolben in den Zylinder 51 eingesetzt werden kann, und ein geschlossenes Ende gegenüber von dem offenen Ende aufweisen. Der Kolben 26 kann in dem Zylinder 51 entlang eines Pfades von dem offenen Ende zu dem geschlossenen Ende geführt werden. Um den Kolben 26 möglichst störungsfrei in dem Zylinder führen zu können, insbesondere damit sich der Kolben 26 in dem Zylinder 50 nicht verkantet, können Lagerteil 27 vorgesehen sein, in denen der Kolben 26 und/oder das zweite Kontaktelement 22, 24 gleitende gelagert ist oder sind. Ferner kann der Kolben 26 oder das zweite Kontaktelement 22, 24 über einen Schwenkarm 28 mit dem Getriebe 40 verbunden sein.
Der Gasdämpfer 50 ist insbesondere ausgestaltet, um den Abbremsvorgang des zweiten Kontaktelements 22, 24 zu dämpfen. Um dies zu erreichen, kann der Gasdämpfer mit Öffnungen 52, 53 vorgesehen sein, die jeweils eine Verbindung zwischen dem übrigen Gasvolumen des Gehäuses 10 und dem Inneren des Zylinders 51 ausbilden können. Insbesondere kann eine erste Öffnung 52 in einem mittleren Abschnitt zwischen dem offenen Ende und dem geschlossenen Ende vorgesehen sein. Ferner kann eine zweite Öffnung 53 am oder im (ansonsten) geschlossenen Ende vorgesehen sein.
Die 3A–3C zeigen Bewegungszustände beim Kontakttrennen eines erfindungsgemäßen Gasdämpfers. Dabei wird der Kolben 26 entlang des Pfads von dem offenen Ende zu dem geschlossenen Ende bewegt. Eine Position des in den Zylinder 50 aufgenommenen Endes des Kolbens 26 entlang des Pfades kann mit d bezeichnet werden.
Die 3A zeigt den Zustand am Anfang der Bewegung zum Trennen der leitenden Verbindung, also den Zustand, bei dem die Kontakte geschlossen sind und die leitende Verbindung ausgebildet ist. Das in den Zylinder 50 aufgenommene Ende des Kolbens befindet sich bei d = 0. Werden nun die Kontakte, also das erste und das zweite Kontaktelement 21, 23, 22, 24, auseinander bewegt, so gleitet der Kolben 26 in den Zylinder 51 hinein, der Kolben 26 bewegt sich also in Richtung des geschlossenen Endes. Dabei komprimiert der Kolben 26 das in dem Zylinder 51 vorhanden Gas und schiebt dieses Gas teilweise aus der ersten Öffnung 52 heraus, wie es durch den Pfeil 54 in 3A angedeutet ist.
Wie oben beschrieben, durchläuft der Kolben 26 zu Beginn der Bewegung einen Beschleunigungsvorgang, während dessen er entlang des Pfades um eine Strecke L1 bewegt wird. Die 3B zeigt den Zustand am Ende des Beschleunigungsvorgangs, zu dem sich das in den Zylinder 51 aufgenommenen Ende des Kolbens 26 bei der Position d = L1 befindet.
Die erste Öffnung 52 ist dabei vorteilhafterweise an einer Position des Zylinders 51 angeordnet, die der Position d = L1 entspricht. Somit liegt die erste Öffnung 52 während des Beschleunigungsvorgangs frei, wird also insbesondere während des Beschleunigungsvorgangs nicht von dem Kolben 26 verdeckt oder verschlossen. Somit kann während des Beschleunigungsvorgangs die in dem Zylinder 51 durch die Bewegung des Kolbens 26 komprimierte Luft aus dem Kolben 51 treten, wodurch der Beschleunigungsvorgang nicht oder überwiegend nicht gedämpft wird.
Wie ebenfalls oben beschrieben, folgt auf den Beschleunigungsvorgang der Abbremsvorgang, während dessen der Kolben 26 entlang des Pfades um eine Strecke L2 bewegt wird. Die 3B zeigt einen Zustand während des Abbremsvorgangs, zu dem sich das in den Zylinder 51 aufgenommenen Ende des Kolbens 26 bei einer Position L1 < d < L2 befindet. Bei diesem Zustand ist die erste Öffnung 52 vorteilhafterweise von den Kolben 26 verschlossen, so dass aus dieser ersten Öffnung 52 kein Gas oder zumindest fast keine Gas aus dem Zylinder 51 entweichen kann.
Insbesondere können gemäß machen Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombinierbar sind, die ersten Öffnungen 52 so ausgestaltet sein, dass sie während des Beschleunigungsvorgangs des Kolbens 26 freiliegen und während eines Abbremsvorgangs des Kolbens 26 verdeckt sind und insbesondere von dem Kolben 26 verdeckt werden.
Das sich im Zylinder 51 zwischen dem Kolben 26 und dem geschlossenen Ende des Zylinders 51 befindliche Gas wird folglich durch die Bewegung des Kolbens 26 in Richtung des geschlossenen Endes komprimiert und dämpft dabei die Bewegung des Kolbens 26. Insbesondere wird die Bewegung des Kolbens 26 immer stärker gedämpft, je weiter der Kolben 26 in Richtung des geschlossenen Endes bewegt wird.
Somit kann gemäß manchen Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombinierbar sind, das zweite Kontaktelement 22, 24 entlang eines Pfads für die Bewegung zum Trennen der leitenden Verbindung den Beschleunigungsvorgang und den Abbremsvorgang ausführen, und der Gasdämpfer 50 kann ausgestaltet sein, um den Abbremsvorgang des zweiten Kontaktelements 22, 24 zu dämpfen. Vorteilhafterweise können durch die Verwendung des Gasdämpfers 50 die im Abbremsvorgang auftretenden Kräfte etwa um einen Faktor 2 gesenkt werden (gegenüber einer ansonsten identischen gedachten Anordnung ohne Dämpfungselement 50). Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung nimmt der Gasdämpfer 50 zumindest zeitweise eine Kraft auf, die dem mindestens 0,5-fachen der auf das Getriebe 40 wirkenden Kraft entspricht, in Ausführungsformen sogar mindestens der gesamten auf das Getriebe 40 wirkenden Kraft entspricht.
Ferner kann, wie oben erwähnt, die zweite Öffnung 53 an oder in dem ansonsten geschlossenen Ende des Zylinders 51 vorgesehen sein, durch die insbesondere während des Abbremsvorgangs eine Teil des komprimierten Gases entweichen kann, wie es durch den Pfeil 55 in der 3C dargestellt ist. Vorzugsweise ist die erste Öffnung 51 größer als die zweite Öffnung 52, die erste Öffnung 51 legt also einen größeren Durchflussbereich als die zweite Öffnung 52 frei. Somit ist es möglich, durch Einstellen oder Festlegen der Größe der zweiten Öffnung 52, insbesondere durch Einstellen oder Festlegen des Durchflussbereichs oder der Fläche der zweiten Öffnung 52, die Stärke der Dämpfung, insbesondere während des Abbremsvorgangs, einzustellen.
Ferner kann auch durch Wahl der Position der ersten Öffnung 51 und/oder Einstellen oder Festlegen der Größe der zweiten Öffnung 52 und/oder durch Vorsehen bzw. Weglassen der zweiten Öffnung 52 bestimmt werden, wann die Dämpfung einsetzten soll, wann der Kolben 26 zum Stillstand kommen soll und wie stark die Dämpfung ausfallen soll. Insbesondere kann die zweite Öffnung 52 dann nicht vorgesehen sein, wenn eine Dämpfung weit entfernt von dem geschlossenen Ende erreicht werden soll. In diesem Fall sollte der Abfluss von komprimiertem Gas aus dem Zylinder 51 möglichst klein gehalten werden, um einen ausreichend hohen Druck aufzubauen, auch wenn dadurch die maximal erreichte Geschwindigkeit des Kolbens negativ beeinflusst wird.
Durch die Kompression des Gases in dem Zylinder 51 baut sich ein Druck innerhalb des Zylinders 51 auf, der gegen dem Kolben 26 wirkt, wodurch die kinetische Energie des Kolbens 26 dissipiert wird. Durch Dissipation der kinetischen Energie des Kolbens 26 kann die auf das Getriebe 40 einwirkende Kraft signifikant reduziert werden.
Der Zylinder 51 kann also zumindest in einen Beschleunigungsabschnitt und einen Abbremsabschnitt unterteilt werden, die der Strecke oder Wegstrecke L1 bzw. L2 entsprechen, welche der Kolben 26 während des Beschleunigungsvorgangs bzw. dem Abbremsvorgangs zurücklegt.
Gemäß machen Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombinierbar sind, können die ersten Öffnungen 52 zumindest teilweise, oder sogar vollständig, in dem Beschleunigungsabschnitt des Zylinders 51 angeordnet sein, der einer Wegstrecke entspricht, die der Kolben 26 während einem Beschleunigungsvorgang zurücklegt.
4 zeigt einen Teil eines erfindungsgemäßen Gasdämpfers in seitlicher Querschnittsansicht. Wie in der 4 gezeigt, kann in dem geschlossenen Ende des Zylinders 51 ferner ein Ventil 56 vorgesehen sein. Das Ventil 56 kann eine Ventilplatte 56a, einen oder mehrere Einlassringe 56b, einen Befestigungsring 56c und einen Sicherungsring 56d aufweisen. Die Einlassringe 56b begrenzen einen Durchströmungsbereich, durch den Gas von dem Gehäuse in den Zylinder 51 hinein oder heraus strömen kann. Der Befestigungsring 56c hält das Ventil 56 an dem gewünschten Ort in dem Zylinder 51. Der Sicherungsring 56d begrenzt eine Bewegung der Ventilplatte in den Zylinder 51 hinein. In einem geschlossenen Zustand des Ventils 56 liegt die Ventilplatte 56a auf den Einlassringen 56b auf, so dass diese von der Ventilplatte 56a verschlossen sind. In einem geöffneten Zustand ist die Ventilplatte 56a in den Zylinder 51 hinein geschoben, so dass ein Gasaustausch durch die Durchströmungsbereiche möglich ist.
Gemäß manchen Ausführungsformen, die mit andern Ausführungsformen kombinierbar sind, kann das Ventil 56 beim Trennen der leitenden Verbindung geschlossen und beim Ausbilden der leitenden Verbindung geöffnet sein. Dadurch kann während der Bewegung zum Ausbilden der leitenden Verbindung, wenn sich der Kolben 26 aus dem Zylinder 51 heraus bewegt, Gas durch das Ventil 56 in den Zylinder 51 herein strömen, wohingegen während der Bewegung zum Trennen der leitenden Verbindung, wenn sich der Kolben 26 in den Zylinder 51 hinein bewegt, Gas durch das Ventil 56 aus dem Zylinder 51 heraus strömen kann. Dadurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass der Gasdämpfer 50 nur die Bewegung zum Trennen der leitenden Verbindung dämpft, nicht jedoch die Bewegung zum Ausbilden der leitenden Verbindung.
In Ausführungsbeispielen kann, wie ebenfalls in der 4 gezeigt, der Kolben 26 als Hohlkolben 26 ausgebildet sein, der mit einer Endkappe 28 verschlossen ist. Dadurch kann das Gewicht des Kolbens 26 reduziert werden.
Weiterhin kann in Ausführungsbeispielen der Gasdämpfer 5,0 insbesondere im Bereich des geöffneten Endes, mit dem Getriebe 40 über einen Getriebekörper 42 verbunden sein. Vorzugsweise kann der Gasdämpfer 50 an einem Getriebekörper 42 des Getriebes 40 befestigt sein.
Die 5A zeigt den geschlossenen Zustand des Ventils 56 in vergrösserter Ansicht. Wie bereits erwähnt ist das Ventil 56 in diesem Zustand geschlossen, so dass kein Gas durch das Ventil 56 in den Zylinder 51 eintreten und/oder aus diesem Zylinder 51 entweichen kann. Dieser Zustand wird typischerweise beim Trennen der leitenden Verbindung gewählt. Der Kolben 26 wird also in Richtung des geschlossenen Endes, also des Ventil 56, bewegt, wie es durch den Pfeil in der 5A angedeutet ist.
Das Gas wird dabei in dem Zwischenraum zwischen dem Ende des Kolbens 26, das in den Zylinder 51 aufgenommen ist, und dem geschlossenen Ende des Zylinders 51 komprimiert. Wie durch die gestrichelten Pfeile angedeutet, kann ein Teil des komprimierten Gases entlang der Außenfläche des Kolbens 26 in dem Zylinder 51 zurück strömen und durch die erste Öffnung 52 entweichen, um den in den Zylinder aufgebauten Druck teilweise zu entspannen. Der Anteil des Gases, das entlang der Kolbenumfangsfläche zurückströmt, hängt dabei von dem in dem Zylinder 51 herrschenden Druck und dem Unterschied zwischen den Durchmessern des Kolbens 26 und des Zylinders 51 ab. Je höher der Druck im Zylinder 51, insbesondere in dem Zwischenraum zwischen dem Ende des Kolbens 26 und dem geschlossenen Ende des Zylinders 51, und je kleiner der Durchmesser des Kolbens 26 im Vergleich zum Durchmesser des Zylinders 51 ist, umso mehr Gas wird entlang der Umfangsfläche des Kolbens 26 zurück strömen und zur Druckentlastung beitragen.
Auch kann das in dem Zwischenraum komprimierte Gas durch die in 5A nicht dargestellte zweite Öffnung 53 entweichen, um zur Druckentlastung beizutragen. Die zweite Öffnung 53 kann in diesem Fall auch als Öffnung oder Öffnungen in der Ventilplatte 56a im Bereich der Durchströmungsbereiche oder ähnlich wie die erste Öffnung 51 in der Umfangsfläche des Zylinders 51, vorzugsweise in der Nähe des geschlossenen Endes, ausgebildet sein.
Die 5B zeigt den geöffneten Zustand des Ventils 56 in seitlicher Querschnittsansicht. Wie bereits erwähnt, ist das Ventil 56 in diesem Zustand geöffnet, so dass Gas durch das Ventil 56 in den Zylinder 51 eintreten und/oder aus diesem entweichen kann. Dieser Zustand wird typischerweise beim Ausbilden der leitenden Verbindung gewählt, so dass diese Bewegung nicht gedämpft wird. Der Kolben 26 wird also von dem geschlossenen Ende, also dem Ventil 56, weg bewegt, wie es durch den Pfeil in der 5B angedeutet ist.
Hierbei kann also Gas durch das geöffnete Ventil 56 in den Zylinder hinein strömen, so dass ein durch die Bewegung des Kolbens 26 aus dem Zylinder 51 heraus erzeugte Unterdruck in dem Zylinder 51 durch nachströmendes Gas ausgeglichen werden kann. Somit kann verhindert werden, dass ein Unterdruck im Zylinder 51 entsteht, der der Bewegung des Kolbens 26 entgegenwirkt und die Bewegung ungewollterweise dämpfen würde.
In der 6 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der ein Endabschnitt des Zylinders 51 vergrößert ist. Typischerweise ist die von dem Kolben 26 beim Trennen der leitenden Verbindung zurückgelegte(Weg-)Strecke relativ hoch und der Durchmesser des Kolbens 26 ist relativ klein, so dass es schwierig ist, einen geeigneten Dämpfungseffekt zu erzielen. Normalerweise wird der größte Dämpfungseffekt am Ende des Abbremsvorgangs erzielt, also in einem Bereich, bei dem sich das Ende des Kolbens 26 in der Nähe des geschlossenen Endes des Zylinders 51 befindet.
Gemäß manchen Ausführungsformen, die mit andern Ausführungsformen kombinierbar sind, kann der Zylinder 51 ferner einen Abbremsabschnitt aufweisen, der einem Teil der Wegstrecke entspricht, die der Kolben 26 während des Abbremsvorgangs zurücklegt, und wobei der Abbremsabschnitt einen Bereich 58 aufweist, dessen Durchmesser d₂ größer als der Durchmesser d₁ des Zylinders 51 in einem Beschleunigungsabschnitt ist, der einem Teil oder der gesamten Wegstrecke entspricht, die der Kolben 26 während des Beschleunigungsvorgangs zurücklegt.
Insbesondere kann in dem Bereich 58 ein weiterer Zylinder 57 oder eine Zylinderkappe 57 vorgesehen sein, der oder die mit dem Zylinder 51 gasdicht verschlossen ist, und der oder die einen Innendurchmesser d₂ aufweist, der größer als der Innendurchmesser d₁ des Zylinders 51 ist. In diesem Fall wird das geschlossenen Ende des Zylinders 51 im wesentlichen durch den weiteren Zylinder 57 gebildet. Demgemäß können auch die zweite Öffnung 53 und das Ventil 56 in dem weiteren Zylinder 57 ausgebildet sein (nicht gezeigt).
Wie in der 6 gezeigt, kann der Kolben 26 einen Durchmesser d₃ aufweisen, der kleiner als der Durchmesser d₁ des Zylinders 51 ist. Ferner kann die Endkappe 28 des Kolbens 26 einen Durchmesser d₄ aufweisen, der größer als der Durchmesser d₃ des Kolbens 26 und kleiner als oder fast gleich wie der Durchmesser d₁ des Zylinders 51 ist. Für die Durchmesser d₁, d₂, d₃, d₄ gilt also die folgenden Beziehung: d₃ < d₄ <= d₁ < d₂.
Mit dieser Wahl der Beziehung der einzelnen Durchmesser d₁, d₂, d₃, d₄ zueinander kann erreicht werden, dass während des Abbremsvorgangs der Kolben 26 zunächst das Gas vor sich her schiebt und dieses dabei komprimiert wird, um einen zunehmenden Dämpfungseffekt zu erreichen. Erreicht das Ende des Kobens 26, also die Endkappe 28, den Bereich 58, so bildet sich ein Zwischenraum zwischen der Endkappe 28 und der Umfangsfläche des weitern Zylinders 57 auf, dessen ringförmige Breite im wesentlichen der Differenz d₂ – d₄ entspricht. Durch diesen Zwischenraum kann das komprimierte Gas nun zurück strömen und dabei in den durch die Differenz d₁ – d₃ gebildeten Zwischenraum zwischen der inneren Umfangsfläche des Zylinders 51 und der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 26 strömen. Das in diesen Zwischenraum eingetretene Gas kann nun wieder aus den ersten Öffnungen 51 oder dem offenen Ende des Zylinders 51 austreten, um zur Druckentspannung beizutragen.
Durch die Wahl der Durchmesser d₁, d₂, d₃, d₄ sowie deren Beziehung zueinander und die Position des weiteren Zylinders 57 entlang der Wegstrecke des Abbremsvorgangs kann eine gewünschte Druckentlastung für einen oder jeden gewünschten Abschnitt des Abbremsvorgangs eingestellt werden. Insbesondere kann die Dämpfung am Ende des Abbremsabschnitts reduziert werden.
Im Rahmen dieser Offenbarung ist das dielektrisch isolierende Gas auch Lichtbogenlöschmittel. Das dielektrisch isolierende Medium oder Gas im Hochleistungsschalter kann SF₆ Gas sein oder irgendein anderes dielektrisches Isolationsmedium oder Lichtbogenlöschmedium sein, unabhängig davon ob es gasförmig und/oder flüssig vorliegt. Ein solches dielektrisches isolierendes Medium oder Gas kann z.B. eine organische Fluorverbindung umfassen, die gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: ein Fluoräther, ein Oxiran, ein Fluoramin, ein Fluorketon, ein Fluorolefin, und Mischungen und/oder Zersetzungsprodukte dieser Substanzen. Hierbei beziehen sich die Begriffe „Fluoräther“, „Oxiran“, „Fluoramin“, „Fluorketone“ und „Fluorolefin“ auf zumindest teilfluorierte Stoffe. Insbesondere umfasst der Begriff „Fluoräther“ Hydrofluoräther and Perfluoräther, der Begriff “Fluorketone” umfasst Hydrofluorketone und Perfluorketone, und der Begriff „Fluorolefin“ umfasst Hydrofluorolefine und Perfluorolefine. Mit Vorteil ist oder sind der Fluoräther, das Oxiran, das Fluoramin und das Fluorketon vollständig fluoriert, d.h. perfluoriert.
In Ausführungsbeispielen ist das dielektrische isolierende Medium ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: ein (oder mehrere) Hydrofluoäther, ein (oder mehrere) Perfluorketon(e), ein (oder mehrere) Hydrofluorolefin(e), und Mischungen dieser Substanzen.
Insbesondere ist der Begriff „Fluorketon“ im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung breit auszulegen und soll sowohl Fluormonoketone als auch Fluordiketone oder allgemein Fluorpolyketone umfassen. Dabei kann ausdrücklich mehr als eine einzige Carbonylgruppe seitlich begenzt durch Kohlenstoffatome im Molekül vorhanden sein. Der Begriff soll auch gesättigte und ungesättigte Komponenten mit Doppel- und/oder Dreifachbindungen zwischen Kohlenstoffatomen mit umfassen. Die zumindest teilweise fluorierte Alkylkette der Fluorketone kann linear oder verzweigt sein und kann optional auch einen Ring bilden.
In Ausführungsbeispielen umfasst das dielektrische isolierende Medium und Lichtbogenlöschmittel als mindestens eine Komponente ein Fluormonoketon, das optional auch Fremdatome in der Kohlenstoff-Hauptkette des Moleküls aufweisen kann, nämlich z.B. mindestens ein Fremdatom aus der Gruppe bestehend aus: Stickstoffatom, Sauerstoffatom, Schwefelatom, welches eine entsprechende Anzahl Kohlenstoffatom(e) ersetzt. Vorteilhafterweise hat das Fluormonoketon, insbesondere Perfluorketon, von 3 bis 15 oder von 4 bis 12 und insbesondere von 5 bis 9 Kohlenstoffatome. Bevorzugt weist das Fluormonoketon genau 5 und/oder genau 6 und/oder genau 7 und/oder genau 8 Kohlenstoffatome auf.
In Ausführungsbeispielen umfasst das dielektrische Isolationsmedium als mindestens eine Komponente ein Fluorolefin ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Hydrofluorolefine (HFO) mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen, Hydrofluorolefine (HFO) mit genau 3 Kohlenstoffatomen, trans-1,3,3,3-tetrafluor-1-propen (HFO-1234ze), 2,3,3,3-tetrafluor-1-propen (HFO-1234yf), trans-1,2,3,3,3 pentafluorprop-1-en (HFO-1225ye (E-isomer)), cis-1,2,3,3,3 pentafluorprop-1-en (HFO-1225ye (Z-isomer)), und Mischungen dieser Substanzen.
Das dielektrische Isolationsmedium kann auch zusätzlich ein Hintergrundgas oder Trägergas aufweisen, das verschieden von der Organofluorverbindung ist und das insbesondere kein Fluoräther, kein Oxiran, kein Fluoramin, kein Fluorketon und kein Fluorolefin ist. In Ausführungsbeispielen kann das Trägergas ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: Luft, N₂, O₂, CO₂, ein Edelgas, H₂; NO₂, NO, N₂O; Fluorkohlenstoffe und insbesondere Perfluorkohlenstoffe, wie z.B. CF₄; CF₃I, SF₆; und Mischungen dieser Substanzen.
Gemäß den Ausführungsformen kann die Zuverlässigkeit, Betriebssicherheit und Lebensdauer eines Hochspannungsschalters erhöht werden. Ferner kann die Erzeugung von Teilchen oder Abrieb reduziert werden. Auch kann die Robustheit des Getriebes 40 erhöht werden.
Das den Ausführungsformen zugrunde liegende Konzept kann auch auf Hochspannungsschalter mit Dreifachbewegung angewendet werden. In diesem Fall kann der Gasdämpfer mit einer sich bewegenden Röhre verbunden sein und die während des Abbremsvorgangs auftretenden Kräfte dämpfen.
Insgesamt kann durch eine geeignete Konstruktion des Gasdämpfers die kinetische Energie disspipiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0809269 [0003]
US 3896282 [0004]
EP 1630840 A [0020]
EP 1630840 A1 [0025]

Claims

Hochspannungsschalter, insbesondere Leistungsschalter, mit – einem Gehäuse (10), das ein Gasvolumen für ein dielektrisch isolierendes Gas bestimmt; – einem ersten Kontaktelement (21; 23) und einem zweiten Kontaktelement (22; 24), zwischen denen wahlweise eine elektrisch leitende Verbindung ausbildbar ist, wobei das erste und das zweite Kontaktelement (21, 22; 23; 24) entlang einer Achse (A) des Hochspannungsschalters beweglich sind; – einem Antrieb (30), der mit dem ersten Kontaktelement (21; 23) verbunden ist, um das erste Kontaktelement (21; 23) zum Trennen der leitenden Verbindung in eine erste Richtung (R1) entlang der Achse (A) zu bewegen; – einem Getriebe (40), das an seiner Antriebsseite mit dem ersten Kontaktelement (21; 23) und an seiner Abtriebsseite mit dem zweiten Kontaktelement (22; 24) verbunden ist, um die Bewegung des ersten Kontaktelements (21; 23) auf das zweite Kontaktelement (22; 24) zu übertragen, so dass das zweite Kontaktelement (22; 24) zum Trennen der leitenden Verbindung in eine von der ersten Richtung (R1) entgegengesetzte, zweite Richtung (R2) entlang der Achse (A) bewegbar ist; und – einem Gasdämpfer (50), der an der Abtriebsseite des Getriebes (40) vorgesehen ist, um die Bewegung des zweiten Kontaktelements (22; 24) zu dämpfen.
Leistungsschalter nach Anspruch 1, wobei im Gasdämpfer (50) das elektrisch isolierende Gas für die Dämpfung verwendet wird.
Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Kontaktelement (22; 24) entlang eines Pfads für die Bewegung zum Trennen der elektrisch leitenden Verbindung einen Beschleunigungsvorgang und einen Abbremsvorgang ausführt, und wobei der Gasdämpfer (50) ausgestaltet ist, um den Abbremsvorgang des zweiten Kontaktelements (22; 24) zu dämpfen.
Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gasdämpfer (50) einen Kolben (26), der mit dem zweiten Kontaktelement (22; 24) verbunden ist um mit diesem zusammen bewegt zu werden, und einen Zylinder (51) aufweist, in dem der Kolben (26) geführt ist.
Leistungsschalter nach Anspruch 4, wobei der Zylinder (51) erste Öffnungen (52) aufweist, die eine Verbindung zwischen dem übrigen Gasvolumen des Gehäuses (10) und dem Inneren des Zylinders (51) ausbilden.
Leistungsschalter nach Anspruch 5, wobei die ersten Öffnungen (52) zumindest teilweise in einem Beschleunigungsabschnitt des Zylinders (51) angeordnet sind, der einer Wegstrecke entspricht, die der Kolben (26) während eines Beschleunigungsvorgangs zurücklegt.
Leistungsschalter nach Anspruch 5 oder 6, wobei die ersten Öffnungen (52) so ausgestaltet sind, dass sie während des Beschleunigungsvorgangs des Kolbens (26) freiliegen und während eines Abbremsvorgangs des Kolbens (26) von dem Kolben (26) verdeckt sind.
Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei der Zylinder (51) ferner einen Abbremsabschnitt aufweist, der einer Wegstrecke entspricht, die der Kolben (26) während eines Abbremsvorgangs zurücklegt, und wobei der Abbremsabschnitt einen Bereich (58) aufweist, dessen Durchmesser (d₂) größer als der Durchmesser (d₁) des Zylinders (51) im Beschleunigungsabschnitt ist.
Leistungsschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Gasdämpfer (50) ein Ventil (56) aufweist, das beim Trennen der elektrisch leitenden Verbindung geschlossen ist und beim Ausbilden der elektrisch leitenden Verbindung geöffnet ist.
Leistungsschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das dielektrische isolierende Gas im Leistungsschalter vorhanden ist und eine organische Fluorverbindung umfasst, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: ein Fluoräther, ein Oxiran, ein Fluoramin, ein Fluorketon, ein Fluorolefin; und Mischungen und/oder Zersetzungsprodukte dieser Komponenten; und insbesondere wobei das dielektrische Gas im Leistungsschalter ein Trägergas mit umfasst.
Verfahren zum Trennen einer leitenden Verbindung eines Hochspannungsschalters, insbesondere eines Leistungsschalters gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren umfasst: – Bewegen eines ersten Kontaktelements (21; 23) in eine erste Richtung (R1) entlang einer Achse (A) des Hochspannungsschalters mittels eines Antriebs (30), – Übertragen der Bewegung des ersten Kontaktelements (21; 23) mittels eines Getriebes (40) auf ein an seiner Abtriebsseite vorgesehenes, zweites Kontaktelement (22; 24), so dass das zweite Kontaktelement (22; 24) in eine von der ersten Richtung (R1) entgegengesetzte, zweite Richtung (R2) bewegt wird, – Trennen des ersten Kontaktelements (21; 23) von dem zweiten Kontaktelement (22; 24), und – Dämpfen der Bewegung des zweiten Kontaktelements (22; 24) mittels eines an der Abtriebsseite des Getriebes (40) vorgesehenen Gasdämpfers (50).