-
Die Erfindung betrifft eine strombegrenzende Schalteinrichtung mit wenigstens zwei parallelgeschalteten Strompfaden, von denen der eine Strompfad einen im Stromanstieg öffnenden und durch eine Mess- und Auslösevorrichtung steuerbaren elektrodynamisch wirkenden Schnellschalter und ein weiterer Strompfad einen Widerstand als strombegrenzendes elektrisches Bauelement aufweist, wobei in Reihe mit den parallelgeschalteten Strompfaden ein Unterbrechungsschalter geschaltet ist.
-
Schalteinrichtungen dieser Art sind dazu vorgesehen, in Anlagen der elektrischen Energieverteilung Schäden durch hohe Fehlerströme, insbesondere Kurzschlussströme, zu verhindern. Derart hohe Ströme, die um ein Mehrfaches über dem normalen Betriebsstrom der Anlagen liegen, bewirken sowohl hohe mechanische als auch thermische Beanspruchungen der Komponenten der Schaltanlagen, die zur Zerstörung von Anlagenteilen und zur Gefährdung von betrieblich oder zufällig anwesenden Personen führen können.
-
Das Prinzip einer Schalteinrichtung der betrachteten Art ist der
EP 1 022 753 B1 zu entnehmen. Als elektrodynamischer Schnellschalter dient dabei ein Thomson-System, parallel zu dem zwei Kommutierungspfade geschaltet sind. Von diesen enthält der eine einen PTC-Widerstand, der zu Beginn einer Fehlerabschaltung durch einen Halbleiterschalter in Reihe mit einem kontaktbehafteten Schalter überbrückt ist. Somit beginnt die Wirkung des Widerstandes verzögert.
-
Obwohl die genannte Schalteinrichtung unter Verwendung von Bauelementen aufgebaut ist, die prinzipiell für eine erhebliche Anzahl von Schaltspielen geeignet und daher nach einer Fehlerabschaltung ohne Reparatur oder Instandsetzung erneut funktionsfähig sind, konnten auf der
EP 1 022 753 beruhende Schalteinrichtungen keinen Eingang in Starkstromanlagen finden.
-
Vielmehr wurde aufgrund der Erwägung, die Begrenzung von Kurzschlussströmen mit möglichst robusten und zuverlässig wirkenden, zugleich aber vergleichsweise preiswerten Bauteilen zu bewirken, der Weg beschritten, als Schnellschalter einen Sprengtrenner zu verwenden und die Strombegrenzung durch strombegrenzende Schmelzsicherungen zu bewirken, die zugleich den fehlerbehafteten Stromkreis vollständig unterbrechen. Diese Kombination ist unter der Bezeichnung Is-Begrenzer in der Druckschrift DEABB 2493 14 de der Firma ABB AG Calor Emag Mittelspannungsprodukte, 2014 beschrieben.
-
Der Sprengtrenner, z. B. nach der
DE 1 102 892 A , ist ein vollständig gekapseltes Bauelement, in dem sich ein durch eine Sprengladung zu unterbrechender Leiter befindet. Die Sprengladung wird durch die Auslösevorrichtung gezündet und unterbricht den Leiter innerhalb sehr kurzer Zeit durch Zerstörung oder Verformung. Aufgrund dieser Unterbrechung der Schaltstrecke fließt nun der Strom durch die parallel zur Schaltstrecke angeordnete Schmelzsicherung. Der nach dem Abschmelzen des Schmelzleiters entstehende Lichtbogen wird durch eine Sandfüllung des Sicherungsgehäuses stark gekühlt, was zu einem Anstieg der Lichtbogenspannung führt. Damit ist eine entsprechende Erhöhung des Widerstandes des Strompfades und eine starke Dämpfung des Fehler- bzw. Kurzschlussstromes bis zur Unterbrechung verbunden. Zur Erhöhung des Schaltvermögens ist es in diesem Zusammenhang bekannt, mehrere Schmelzsicherungen parallel zu schalten.
-
Aufgrund der beiden beschriebenen Vorgänge, Unterbrechung der Strombahn im Sprengtrenner und Ansprechen der Schmelzsicherung, ist die Schalteinrichtung nach einer Fehlerabschaltung nicht mehr funktionsfähig, steht also als Schutz für einen weiteren Fehler nicht mehr zur Verfügung und muss ausgetauscht bzw. instandgesetzt werden. Insbesondere ist die Instandsetzung, durch den Sprengtrenner bedingt, nur durch den Hersteller der Schalteinrichtung möglich. Für den Betreiber einer Schaltanlage entsteht somit ein nicht unbeträchtlicher Aufwand, wenn nach einem schwerwiegenden Fehler im Netz oder in der Schaltanlage der vorherige Zustand, d. h. die Schutzwirkung gegen solche Fehler, wiederhergestellt werden soll. Um den Schutz der Anlage auch während der Instandsetzung des Is-Begrenzers sicherzustellen, ist die Installation eines Ersatzgerätes erforderlich.
-
Gleichfalls der Instandsetzung nach einer Abschaltung bedarf die strombegrenzende Schalteinrichtung, die unter der Bezeichnung FC-Protector in der Druckschrift DEABB 2554 16 de der Fa. ABB AG Calor Emag Mittelspannungsprodukte, 2016, beschrieben ist.
-
Der Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, eine dauerhafte und weitgehend wartungsfreie strombegrenzende Schalteinrichtung zu schaffen, die möglichst wenige und robuste Bauelemente enthält.
-
Gemäß der Erfindung gelingt dies dadurch, dass in Reihe mit dem Widerstand wenigstens ein weiterer Widerstand geschaltet ist, der durch einen parallel dazu liegenden und durch die Mess- und Auslösevorrichtung steuerbaren Halbleiterschalter (29, 30) wirksam bzw. unwirksam schaltbar ist und dass der Unterbrechungsschalter als ein nach erfolgter Strombegrenzung gleichfalls durch die Mess- und Auslösevorrichtung (4) steuerbarer Leistungsschalter (3) ausgebildet ist.
-
Bei der Schalteinrichtung nach der Erfindung ist der strombegrenzende Widerstand bei der Öffnung des elektrodynamischen Schnellschalters unmittelbar und unverzögert wirksam. Die Reihenschaltung dieses Widerstandes mit wenigstens einem weiteren Widerstand mit parallelem Halbleiterschalter bewirkt eine verzögerte Erhöhung des Widerstandswertes und daher verstärkte Strombegrenzung.
-
Wesentlich für die Erfindung ist eine Strombegrenzung lediglich in dem Maß, dass ein normaler Leistungsschalter den verbleibenden Strom zu unterbrechen vermag. Dies hat zur Folge, dass geringere Anforderungen an die strombegrenzenden Widerstände zu stellen sind und darüber hinaus ein zusätzlicher Halbleiterschalter, wie er bei dem strombegrenzenden Schalter nach der
EP 1 022 753 B1 oder De
EP 1 104 403 A1 vorgesehen ist, nicht benötigt wird.
-
An sich ist es durch die
DE 0 862 470 C bekannt, dass der Widerstandswert eines Strombegrenzers nicht so hoch sein muss, dass der fehlerbehaftete Stromkreis unterbrochen wird, da beispielsweise ein Störlichtbogen bereits bei einem bestimmten endlichen Grenzwert des Stromes erlischt. Zur Unterbrechung des Stromkreises soll daher nach der genannten
DE 0 862 470 C ein Trennschalter dienen. Jedoch ist das Schaltvermögen von Trennschaltern auf vergleichsweise geringe Werte begrenzt. Wird dagegen, wie es die Erfindung vorsieht, ein Leistungsschalter verwendet, so sinken die Anforderungen an den strombegrenzenden Widerstand wesentlich mit einem entsprechenden Vorteil für die Baugröße der Widerstandseinheiten.
-
Der erwähnte Leistungsschalter ist ein übliches Gerät in Mittelspannungs-Schaltanlagen und kann z. B. ein Vakuum-Leistungsschalter sein. Wesentlich im vorliegenden Zusammenhang ist die Abgabe eines auf den Leistungsschalter gerichteten Ausschaltbefehls durch die Mess- und Auslösevorrichtung, um den Stromkreis nach erfolgter Strombegrenzung vollständig zu unterbrechen. Somit arbeitet der Leistungsschalter nicht als eigenständiges Schutzgerät, sondern in genau abgestimmter Folge mit der vorangehenden Strombegrenzung.
-
Im Rahmen der Erfindung können die Widerstände durch je eine Widerstandseinheit gebildet sein, die ein etwa quaderförmiges, mit Durchführungen versehenes Gehäuse aus einem isolierenden Werkstoff, eine Füllung mit einer Isolierflüssigkeit und einen darin eingebetteten und abgestützten Widerstandsleiter aufweist. Als Isolierflüssigkeit eignet sich insbesondere eine Ester-Flüssigkeit, wie sie beispielsweise in Transformatoren benutzt wird. Ester haben neben ähnlich guten elektrischen und thermischen Eigenschaften wie die früher verwendeten Isolieröle und PCB-Flüssigkeiten vorteilhafte umwelttechnische Eigenschaften wie Ungiftigkeit und Oxidationsbeständigkeit. Einzelheiten sind z. B. der Druckschrift „Midel 7131 – Transformatoren-Flüssigkeit aus synthetischem Ester – Technische Unterlagen – Juni 2016" zu entnehmen, die aus der Midel-Bibliothek unter der Internet-Adresse http://www.midel.com/de/library herunterzuladen ist.
-
Der Widerstandsleiter kann eine beträchtliche Länge aufweisen, um den benötigten Widerstandswert bei gleichzeitig hoher Strombelastbarkeit bereitzustellen. Ein geringer Raumbedarf ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielbar, dass der Widerstandsleiter mäanderförmig gestaltet und in winklig zueinanderstehenden Ebenen derart angeordnet ist, dass zwischen Orten erhöhter Spannungsbeanspruchung ein vergrößerter Abstand besteht.
-
Eine mäanderförmige Anordnung eines Widerstandsleiters ist an sich bekannt und im vorliegenden Zusammenhang z. B. in der
EP 1 014 403 A1 dargestellt.
-
Dort ist jedoch ein zylindrisches Gehäuse vorgesehen, was die Unterbringung in einer Schaltanlage erschwert.
-
Als Halbleiter-Schaltelement sind aufgrund ihrer Spannungsfestigkeit und ihres Stromtragvermögens IGBT-Halbleiter (Insulated Gate Bipolar Transistor) geeignet. Diese Bauelemente sind in einer ohne anliegendes Steuersignal leitenden Bauform verfügbar („Normal-leitend”), was für den vorliegenden Zweck vorteilhaft ist.
-
Für die Anwendung der strombegrenzenden Schalteinrichtung nach der Erfindung erweist es sich als vorteilhaft, wenn je ein elektrodynamischer Schnellschalter für jede Phase eines Drehstromnetzes, je drei in Reihe geschaltete Widerstandseinheiten je Phase und zugehörige steuerbare Halbleiter bzw. ein diese Halbleiter umfassender Halbleiterblock sowie ein dreipoliger Leistungsschalter in einer drei angrenzende Felder aufweisenden Schaltanlage derart angeordnet sind, dass in einem ersten Feld die Schnellschalter, in einem angrenzenden Feld die Widerstandseinheiten und im dritten Feld der Leistungsschalter angeordnet sind, wobei die Felder jeweils einen Niederspannungsraum aufweisen und die Mess- und Auslösevorrichtung in einem der Niederspannungsräume oder über zwei oder alle derselben verteilt angeordnet ist.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
-
Die 1 zeigt schematisch die wesentlichen Komponenten einer strombegrenzenden Schalteinrichtung nach der Erfindung in ihrem schaltungstechnischen Zusammenhang, jedoch ohne nähere konstruktive Merkmale.
-
Die 2 und 3 zeigen Einzelheiten eines in der 1 dargestellten Schnellschalters 1, und zwar in der Einschaltstellung in der 2 und in der Ausschaltstellung in der 3.
-
Ein Diagramm, in welchem die vom Strombegrenzer aufzunehmende Energie über der Zeit aufgetragen ist, zeigt die 4.
-
Der Aufbau einer Widerstandseinheit, die einen Widerstandswert entsprechend den Widerständen 26, 27 und 28 aufweist, zeigen die 5, 6, 7, 8 und 9. Dabei veranschaulicht die 5 eine mäanderförmige Anordnung eines Widerstandsleiters, während die 6, 7 und 8 rechtwinklig zueinanderstehende Ansichten einer Widerstandseinheit und die 9 deren Schnitt zeigt.
-
Eine dreifeldrige Schaltanlage als strombegrenzende Schalteinrichtung einschließlich eines Leistungsschalters zeigt die 10. Seitenschnitte der drei Felder sind in den 11, 12 und 15 dargestellt. Die 13 und 14 sind Schnitte A-B und A-C des in der 12 gezeigten Feldes, wobei der Schnitt A-B zur Sichtbarmachung von Halbleitereinheiten und der Schnitt A-C zur Darstellung unterhalb der Halbleitereinheiten befindlicher Widerstandseinheiten dient.
-
Zunächst wird der prinzipielle Aufbau einer Schalteinrichtung nach der Erfindung anhand der 1 erläutert. Hierin ist durch eine größere Strichstärke der für die Erfindung wesentliche Strompfad hervorgehoben. Die Darstellung ist zur Vereinfachung einphasig. Der gezeigte Stromkreis umfasst einen Schnellschalter 1, einen zu diesem parallelen Strombegrenzer 2 sowie einen Leistungsschalter 3. Alle genannten Komponenten werden durch eine Mess- und Auslösevorrichtung 4 gesteuert.
-
Der Schnellschalter 1 arbeitet nach dem Thomson-Prinzip und ist in der 1 vereinfacht als Öffnungskontakt dargestellt. Die wesentlichen Elemente des Schnellschalters 1 werden nachfolgend anhand der 2 und 3 erläutert. Dort ist eine elektrodynamische Antriebsvorrichtung 5 eines bewegbaren Schaltstückes 6 gezeigt, das in der gezeigten Ruhestellung feststehende gefederte Gegenkontaktstücke 7 und 8 miteinander verbindet. Zu der Antriebsvorrichtung 5 gehört eine Spule 10, der eine elektrisch leitfähige Scheibe 11 oder ein Ring gegenüberstehend und mittels einer als rohrartiger Hohlkörper ausgebildeten Schaltstange 12 axial bewegbar angeordnet ist.
-
Für die Betätigung des Schnellschalters
1 ist ein Steuergerät
13 vorgesehen, das in bekannter Weise eine Kondensatorbatterie als Energiespeicher zur Speisung der Spule
10 enthalten kann. Die Freigabe der gespeicherten Energie erfolgt durch einen Befehl der Mess- und Auslösevorrichtung
4 in der
1 mittels eines gestrichelt dargestellten Steuerpfades
14. Ein Beispiel für ein Steuergerät ist der
DE 28 00 076 C2 zu entnehmen.
-
Im Zuge der Ausschaltung wird eine Druckfeder 15 gespannt, die sich einerseits an einem in die hohle Schaltstange 12 eingreifenden Federhalter 16 und andererseits am Boden eines Gehäuses 17 abstützt. Um das bewegbare Schaltstück 6 zuverlässig in der Ausschaltstellung gemäß der 3 festzuhalten, greift eine Sperrklinke 18 über einen Vorsprung 19 am unteren Umfang der Schaltstange 12 und rastet unter der Wirkung einer Zugfeder 20 hinter dem Vorsprung 19 ein. Eine Rückstellvorrichtung 21 ist vorgesehen, um die Sperrklinke 18 entgegen der Wirkung der Zugfeder 20 von der Nase 19 zu lösen. Die Schaltstange 12 mit dem Schaltstück 6 kehrt dann unter der Wirkung der Druckfeder 15 in die Ausgangsstellung zurück gemäß der 2 zurück. Die Rückstellvorrichtung 21 weist einen Betätigungsmagnet 22 und einen Stößel 23 auf, der die der Sperrrklinke 18 entgegen der Wirkung der Zugfeder 20 um ein Schwenklager 24 bewegt. Ein von der Mess- und Auslösevorrichtung 4 ausgehender Steuerpfad 25 veranlasst die Steuerung des Betätigungsmagneten 22.
-
Wie die 2 und 3 zeigen, sind die elektrodynamische Antriebsvorrichtung 5 und die mit ihr zusammenwirkenden Bauteile in dem Gehäuse 17 untergebracht. Dabei sind zur axialen Führung des bewegbaren Schaltstückes 6 dienende Bauteile zur Vereinfachung der Darstellung fortgelassen, da sie dem Fachmann vertraut sind. Zur wirksamen Kommutierung eines Fehlerstromes auf den Strombegrenzer 2 kann dadurch beigetragen werden, dass das Gehäuse 17 dicht ausgebildet und mit einem Löschgas gefüllt ist. Als weitere vorteilhafte Ergänzung können zwei oder mehrere Sperrklinken zur Sicherung des bewegbaren Schaltstückes 6 in der Ausschaltstellung vorgesehen sein. Eine hierfür geeignete Anordnung von Vorsprüngen kann zweckmäßig durch einen Ring mit rechteckigem Querschnitt gebildet sein, wie dies in den 2 und 3 angedeutet ist.
-
Als weitere Einzelheit der strombegrenzenden Schalteinrichtung nach der Erfindung wird anhand der 3 der Aufbau des in der 1 gezeigten Strombegrenzers 2 erläutert. Dieser umfasst gemäß der 1 drei gleiche Widerstände 26, 27 und 28, die miteinander in Reihe geschaltet sind. Parallel zu den Widerständen 27 und 28 sind mit Rücksicht auf die Anforderungen in einem Wechselstromnetz je zwei antiparallele steuerbare Halbleiterschalter 29 bzw. 30 geschaltet, die durch von der Mess- und Auslösevorrichtung 4 abgegebene Befehle leitend oder sperrend schaltbar ist. Zu den Halbleiterschaltern 29 und 30 gelangen die Steuerbefehle durch die gestrichelt gezeigten Steuerpfade 31a und 31b. Als steuerbare Halbleiter eignen sich für die Zwecke der Erfindung z. B. IGBT-Elemente (Bipolare Transistoren mit isolierter Gate-Elektrode), die in einer normal-leitenden oder normal-sperrenden Bauform zur Verfügung stehen. Vorteilhaft ist die Anwendung der normal-leitenden Ausführung, da diese sicherstellt, dass zu Beginn einer Abschaltung zwangsläufig der Widerstand 26 wirksam ist, und dass die zusätzlichen Widerstände 27 und 28 anschließend programmiert zugeschaltet werden können. Dies kann in festgelegten Zeitabständen erfolgen, was sich in dem abzuschaltenden Stromkreis als stufenweise ansteigender Widerstandswert auswirkt. Gleichfalls geeignet sind Halbleiterschalter der Bauart IGCT (Integrated Gate-Commutated Thyristor), die besonders hohe Durchlassströme beherrschen.
-
Zum Verständnis der Anforderungen an die Widerstände 26, 27 und 28 sei erwähnt, dass in einer typischen Anwendung kurzzeitig, d. h. während etwa 90 ms, eine Spannung von 12 kV und ein Strom von etwa 4400 A auftreten können. Diese Beanspruchung kann durch einen ca. 100 m langen üblichen Widerstandsdraht mit einer Dicke von 4 mm beherrscht werden. Berechnungen ergeben, dass hierbei nacheinander eine Energie von P = 1,6, 0,9 und 0,7 MWs aufzunehmen ist. Dieser Vorgang ist in der 4 veranschaulicht, in der das stufenweise und zeitlich gestaffelte Wirksamwerden der Widerstände 26, 27 und 28 entlang der Zeitachse t des Diagramms ersichtlich ist.
-
Der Ablauf der Strombegrenzung ist in der 4 veranschaulicht. Im Zeitpunkt ta ist nur der Widerstand 26 wirksam, da die weiteren Widerstände 27 und 28 durch die parallelen Halbleiterschalter 29 bzw. 30 überbrückt sind. Schmelzsicherungen keine vollständige Unterbrechung des Stromkreises. Die von der Mess- und Auslösevorrichtung 4 abgegebenen Befehle bringen nun die Halbleiterschalter 29 und 30 nacheinander in den Sperrzustand. Ist der Zeitpunkt te erreicht, so unterbricht der Leistungsschalter 3 den Stromkreis, nachdem er von der Mess- und Auslösevorrichtung 4 über den Steuerpfad 31c einen entsprechenden Auslösebefehl erhalten hat.
-
Für die erwähnten Steuerpfade kommen alle bekannten Mittel zur Übertragung analoger oder digitaler Signale in Betracht, insbesondere drahtgebundene, faseroptische oder funkbasierte Systeme. Wesentlich ist eine möglichst verzögerungsfreie Signalübertragung, da es im vorliegenden Zusammenhang darauf ankommt, Vorgänge im Abstand weniger Mikro- und Millisekunden auszulösen. Insbesondere gilt dies für den Steuerpfad 14 zur Auslösung des Schnellschalters 1 und die kurz darauf erfolgenden Aktivierungen der Halbleitergruppen 29 und 30 im Sinne eines Schaltprogramms.
-
Anhand der 5 bis 9 wird nun eine Widerstandseinheit beschrieben, durch welche die Widerstände 26, 27 und 28 eine zur Verwendung in einer Schaltanlage geeignete Bauform erhalten.
-
Ein geringer Raumbedarf wird dadurch erreicht, dass ein Widerstandsleiter, z. B. ein bei 33 beginnender Widerstandsdraht 32 aus CuNi in ebenen Mäandern geformt ist, die in mehreren Ebenen mit gegenseitigem Abstand in einem Gehäuse angeordnet sind und bei 34 wieder aus diesem austreten. Wie die 5 zeigt, verlaufen dabei die durch ihre Grundlinien 35, 36 und 37 markierten Ebenen nicht parallel, sondern in einem Winkel zueinander, derart, dass sich an Stellen einer erhöhten Spannungsbeanspruchung vergrößerte Abstände 38 bzw. 39 ergeben.
-
Die Gestaltung einer Widerstandseinheit 40, in der die Anordnung gemäß der 5 aufgenommen ist, wird nun anhand der 6, 7 8 und 9 beschrieben. Ein Vergleich der darin gezeigten Seiten-, Front- und Draufsicht zeigt, dass die Widerstandseinheit 40 ein im wesentlichen quaderförmiges Gehäuse 41 besitzt, das etwa mittig geteilt ist, wobei ein Unterteil 42 und ein Oberteil 43 jeweils einen zur dichten Verbindung dienenden Flansch 44 bzw. 45 besitzen. Verschließbare Füll- und Ablassstutzen 46 und 47 sind vorgesehen, um das Gehäuse 41 mit einer isolierenden Flüssigkeit, insbesondere einer Ester-Flüssigkeit, zu befüllen oder um das Gehäuse zu entleeren. Das Oberteil 43 des Gehäuses 41 trägt Durchführungen 48 und 49 für die Anschlüsse des Widerstandsleiters 32. Wie die Draufsicht gemäß der 8 zeigt, sind die Durchführungen etwa diagonal, d. h. mit einem möglichst großen Abstand angeordnet.
-
Das Gehäuse 41 ist in der 9 teilweise im Schnitt gezeigt. Darin sind Haltestege 50 gezeigt, die zur Positionierung und Lagesicherung des Widerstandsleiters 32 dienen. Zur Herstellung des Gehäuses 41 eignen sich insbesondere isolierende Kunststoffe wie Epoxy-Gießharz o. ä. Die vorgesehene Teilung des Gehäuses in ein Unterteil 42 und ein etwas gleichgroßes Oberteil 43 erlaubt dabei eine Herstellung beider Teile in je einem Stück, wobei am Oberteil die Durchführungen 48 und 49 integriert sein können.
-
Im Folgenden wird anhand der 10 bis 15 die Anwendung der Erfindung bei einer Schaltanlage 51 erläutert, die drei unmittelbar angrenzende Felder 52, 54 und 55 gleicher Größe umfasst. Hierbei enthält das Feld 52 den Schnellschalter 1 gemäß den 1, 2 und 3, und zwar mit Rücksicht auf die Anwendung bei Drehstrom in drei gleichen parallel zueinander angeordneten Einheiten. Die 11 ist ein Seitenschnitt des Feldes 52 und zeigt einen Kabeleingang von unten, die Schnellschalter 1, sowie einen Sammelschienenzug 56 und zum benachbarten Feld 53 führende Durchführungen 57.
-
In dem Seitenschnitt gemäß der 12 ist ersichtlich, dass in dem mittleren Schaltfeld 53 etwa zentral die Halbleiteranordnung gemäß der 1 untergebracht ist. Diese ist zur Vereinfachung als Halbleiterblock 58 dargestellt, der somit sechs antiparallele Halbleiterkombinationen (je zwei für jede der drei Phasen des Netzes) aufweist. Unterhalb des Halbleiterblockes 58 befinden sich am Boden des Feldes 53 insgesamt neun Widerstandseinheiten 40 in drei Gruppen mit je drei Widerstandseinheiten 40 je Phase. Die Schnitte A-B und A-C der 12 sind in den 13 und 14 dargestellt und lassen insbesondere die raumsparende Anordnung der Widerstandseinheiten 40 aufgrund ihrer kompakten und im wesentlichen quaderförmigen Gestalt erkennen. Die geringen Abmessungen der Widerstandseinheiten 40 beruhen insbesondere auf der mäanderförmigen Gestalt des Widerstandsleiters und der als Füllung der Widerstandsgehäuse 41 verwendeten Ester-Flüssigkeit, die ein hohes Isoliervermögen und gute Kühleigenschaften besitzt. Die Langzeit-Beständigkeit von Ester-Flüssigkeiten ermöglicht es, von einer regelmäßigen Wartung der Widerstandseinheiten abzusehen. Auch können diese Widerstandseinheiten dauerhaft in der Schaltanlage verbleiben, weil sie aufgrund ihrer Bemessung durch eine Belastung mit Fehlerströmen nicht zerstört werden und somit nicht ausgetauscht werden müssen.
-
Der in der 1 als Endglied der Schalteinrichtung gezeigte Leistungsschalter 3 kann z. B. ein üblicher Vakuum-Leistungsschalter sein, der gemäß der 15 in dem Schaltfeld 54 angeordnet ist. Den Ausgang der Schalteinrichtung bildet der Kabelabgang 59.
-
In bekannter Weise besitzt jedes der Felder 52, 53 und 54 oben einen von vorn zugänglichen Niederspannungsraum 60. In einem dieser Niederspannungsräume 60 oder über zwei oder alle verteilt kann zweckmäßig die Mess- und Auslösevorrichtung 4 (1) untergebracht sein, wodurch sich kurze Wege für die Steuerpfade 14, 25 sowie 31a–c ergeben.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schnellschalter
- 2
- Strombegrenzer
- 3
- Leistungsschalter
- 4
- Mess- und Auslösevorrichtung
- 5
- Elektrodynamische Antriebsvorrichtung
- 6
- Bewegbares Schaltstück
- 7
- Gegenkontaktstück
- 8
- Gegenkontaktstück
- 9
-
- 10
- Spule der Antriebsvorrichtung 5
- 11
- Leitfähige Scheibe oder Ring
- 12
- Schaltstange
- 13
- Steuergerät
- 14
- Steuerpfad für Ausschaltung
- 15
- Druckfeder
- 16
- Federhalter
- 17
- Gehäuse
- 18
- Sperrklinke
- 19
- Vorsprung an der Schaltstange 12
- 20
- Zugfeder
- 21
- Rückstellvorrichtung
- 22
- Betätigungsmagnet der Rückstellvorrichtung 21
- 23
- Stößel am Betätigungsmagnet 22
- 24
- Schwenklager der Sperrklinke 18
- 25
- Steuerpfad für Rückstellung
- 26
- Widerstand
- 27
- Widerstand
- 28
- Widerstand
- 29
- Halbleiterschalter für Widerstand 27
- 30
- Halbleiterschalter für Widerstand 28
- 31
- a Steuerpfad für Halbleiterschalter 29
b Steuerpfad für Halbleiterschalter 30
c Steuerpfad für Leistungsschalter 3
- 32
- Widerstandsleiter
- 33
- Anfang des Widerstandsleiters 32
- 34
- Ende des Widerstandsleiters 32
- 35
- Grundlinie einer Ebene des Widerstandsleiters 32
- 36
- Grundlinie einer Ebene des Widerstandsleiters 32
- 37
- Grundlinie einer Ebene des Widerstandsleiters 32
- 38
- Vergrößerter Abstand zwischen den Grundlinien 35 und 36 (5)
- 39
- Vergrößerter Abstand zwischen den Grundlinien 36 und 37 (5)
- 40
- Widerstandseinheit (6, 7 8, 9)
- 41
- Gehäuse der Widerstandseinheit 40
- 42
- Unterteil des Gehäuses 41
- 43
- Oberteil des Gehäuses 41
- 44
- Flansch am Unterteil 42
- 45
- Flansch am Oberteil 43
- 46
- Füllstutzen am Oberteil 43
- 47
- Ablassstutzen am Unterteil 42
- 48
- Durchführung am Oberteil 43
- 49
- Durchführung am Oberteil 43
- 50
- Haltesteg im Gehäuse 41
- 51
- Schaltanlage
- 52
- Feld (links) der Schaltanlage 51
- 53
- Feld (Mitte) der Schaltanlage 51
- 54
- Feld (rechts) der Schaltanlage 51
- 55
- Kabeleingang
- 56
- Sammelschienenzug
- 57
- Durchführungen zwischen den Feldern 52 und 53
- 58
- Halbleiterblock
- 59
- Kabelabgang
- 60
- Niederspannungsraum
-
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 1022753 B1 [0003, 0012]
- EP 1022753 [0004]
- DE 1102892 A [0006]
- EP 1104403 A1 [0012]
- DE 0862470 C [0013, 0013]
- EP 1014403 A1 [0017]
- DE 2800076 C2 [0029]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- Druckschrift DEABB 2493 14 de der Firma ABB AG Calor Emag Mittelspannungsprodukte, 2014 [0005]
- Druckschrift DEABB 2554 16 de der Fa. ABB AG Calor Emag Mittelspannungsprodukte, 2016 [0008]
- Druckschrift „Midel 7131 – Transformatoren-Flüssigkeit aus synthetischem Ester – Technische Unterlagen – Juni 2016” [0015]
- http://www.midel.com/de/library [0015]
