EP1248276B1 - Betätigungsmittel zum Betätigen von Schaltstrecken eines Leitungsschalters einer elektrischen Schaltfeldanordnung - Google Patents

Betätigungsmittel zum Betätigen von Schaltstrecken eines Leitungsschalters einer elektrischen Schaltfeldanordnung Download PDF

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EP1248276B1
EP1248276B1 EP02005712A EP02005712A EP1248276B1 EP 1248276 B1 EP1248276 B1 EP 1248276B1 EP 02005712 A EP02005712 A EP 02005712A EP 02005712 A EP02005712 A EP 02005712A EP 1248276 B1 EP1248276 B1 EP 1248276B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuating
actuating means
interrupters
transmission element
movement
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02005712A
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English (en)
French (fr)
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EP1248276A1 (de
Inventor
Werner Heinzelmann
Erwin Reichl
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Schneider Electric Sachsenwerk GmbH
Original Assignee
Alstom Sachsenwerk GmbH
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Filing date
Publication date
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Application granted granted Critical
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/022—Details particular to three-phase circuit breakers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/42—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using cam or eccentric
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements

Definitions

  • the present invention relates to actuating means for Actuation of several switching distances one Circuit breaker of an electrical panel arrangement.
  • the actuating means have an actuating element for Actuation of the switching distances on.
  • the invention relates also an electrical control panel arrangement for use in a switchgear, with at least one Circuit breaker, the switching paths through Actuating means can be actuated with an actuating element are.
  • a Control panel arrangement has next to a circuit breaker usually also disconnect and earthing switches.
  • Circuit breakers are capable of operating and To switch short-circuit currents.
  • Disconnect switch switched almost currentless; they pose when turning off a reliably displayed separation distance.
  • Earthing switches usually have a short-circuit making capacity and serve for safe grounding of the Network separated system parts.
  • Disconnector and earthing switch serve to protect people and equipment in the High and medium voltage systems. In doing so Disconnectors electrically in series with the Circuit breakers arranged. When interrupting a Arcs occur, the extinguishing of which is the task of Circuit breaker is.
  • actuation of the switching distances of a circuit breaker Actuating means used usually only one Have actuating element, the actuating movement via suitable gearboxes or deflection devices transfer all switching distances of the circuit breaker becomes.
  • Actuators from the prior art mentioned in different ways Embodiments known differ in particular in the way in which the actuating movement of the actuating element on the Switching distances of the circuit breaker is transmitted.
  • Out Actuators are known from the prior art, for example, which have a lever element for each switching distance, its rotational lever movement into one essentially deflected linear actuation movement of the switching path becomes. The lever movement of the lever elements is controlled by the Actuator of the. Actuator generated.
  • the known actuators have the disadvantage that they have a fairly complex structure with a variety of movable, in particular rotatable relative to each other, Components.
  • the invention is based on of the actuating means of the type mentioned at the beginning, that the actuating means one through the actuating element essentially transverse to the actuating movement of the Switching distances slidable and at the Panel arrangement guided distribution element and an im Essentially parallel to the actuation movement of the Switching distances movable, on the switchgear arrangement have guided transmission element with which the Switching distances are connected.
  • the distribution element and the transmission element are so relative to each other led to a sliding movement of the distributor element essentially transverse to the actuation movement to one Movement of the transmission element essentially parallel to the actuating movement and to actuating the Leads.
  • the actuating means according to the invention have Distribution element and a transmission element.
  • the Distribution element is from the actuator in Essentially transverse to the actuating movement of the Shifting distances shifted.
  • the transmission element is on the panel arrangement substantially parallel to the Actuating movement of the switching sections guided and is connected to the switching sections. A Sliding movement of the distributor element leads to a Movement of the transmission element and thus to one Actuation of the switching sections.
  • the actuating means according to the invention have a particularly simple construction with very few components on. They are particularly robust and less susceptible to Wear or other failures.
  • the distributor element and the transmission element over guide grooves and therein guided guide elements are guided relative to each other.
  • the distributor element advantageously has Guide grooves in which guide elements of the Transmission element are guided.
  • the history of the guide grooves is such that a sliding movement of the distributor element substantially transversely to that Actuating movement of the switching sections to one movement of the transmission element substantially parallel to that Actuation movement leads.
  • the parallel movement is on transmit the switching distances, and the switching distances are switched on or off.
  • the distributor element 9 via at least two lever elements on the Panel arrangement is guided.
  • the lever elements are like this arranged that the distributor element a movement relative to the panel arrangement substantially transverse to the Can perform actuating movement of the switching paths. More specifically, the lever elements are with their first End at the panel arrangement and with her opposite second end to the distributor element rotatably attached so that the attachment point of the Distribution element at the second end of the lever element the attachment point on the panel arrangement on a Circular arc rotates. With relatively small deflections of the Lever element and with a corresponding arrangement of Lever elements can this circular arc-shaped movement than in Essentially transverse to the actuation movement be designated.
  • the Transmission element over at least one other Lever element is guided on the panel arrangement.
  • the further lever element is arranged so that the Transmission element a movement relative to the Panel arrangement substantially parallel to that Can perform actuating movement of the switching paths.
  • the other lever element is with its first end on the panel arrangement and with its opposite second end to the transmission element rotatably attached so that the attachment point of the Transmission element at the second end of the lever element around the attachment point on the panel arrangement turns an arc.
  • the further lever element and a corresponding one This further lever element can be arranged circular arc movement as being substantially parallel to the actuating movement are called progressive.
  • the distribution element over at least two more Guide grooves and others slidably mounted therein Guide elements is guided on the panel arrangement.
  • the other guide grooves advantageously run in the Essentially transverse to the actuating movement of the Switching paths.
  • the distributor element preferably has at least two further guide grooves in which further guide elements of the panel arrangement are slidably mounted.
  • the Transmission element over at least two more Guide grooves and others slidably mounted therein Guide elements is guided on the panel arrangement.
  • the other guide grooves advantageously run in the Essentially parallel to the actuation movement of the Switching paths.
  • the transmission element at least two further guide grooves in which further guide elements of the panel arrangement are slidably mounted.
  • the transmission element two spaced apart and parallel to each other Has transmission element plates, between which the Distribution element is arranged.
  • the transmission element is advantageously as a profile with a U-shaped Cross section formed.
  • the two legs of the U-shaped Profiles form the ones arranged parallel to each other Transfer element plates. Between the two legs the distributor element is arranged.
  • the actuating means means for Generation of a contact force between switching contacts Switching distances when the switching distances are closed have that between the actuator and the Switching distances are arranged. It is conceivable that the Contact force through appropriate training of Guide grooves is generated. The could Guide grooves a guide area with a relative have a slight slope along which the Distribution element or the transmission element is guided, if the switching distances are already closed. Thereby is a contact force on the closed switching contacts exercised.
  • the means for generating a are advantageously Contact force designed as contact force springs between the transmission element and the switching paths Act.
  • the guide grooves between the distributor element and the transmission element are designed so that the Transmission element continued along a slope will continue towards the closed position of the Switching distances is moved, although the switching distances are already closed. This creates a contact force on the switching contacts of the switching paths, the size the contact force from the design of the contact force springs is dependent.
  • the contact force springs are advantageously as cylindrical helical compression springs educated.
  • the guide grooves between the distributor element and the Transmission element have an increasing course.
  • the slope of the guide grooves must be designed so that moving the manifold element essentially transverse to the actuating movement of the switching distances to one sufficiently large movement of the transmission element in Essentially parallel to the actuation movement of the Switching paths leads to the switching contacts of the Switching distances at least from their open to one contact contact position and vice versa can. If on the switch contacts in their contact contact position also a contact force should be exercised, the guide grooves must be so be interpreted that a further movement of the Distribution element substantially across the Actuation movement another movement of the Transmission element in the direction of the closed position which causes switch contacts.
  • the Guide grooves two merging guide areas have different slopes, with the Closing the switching paths first the first Guide area with the larger slope for moving the Switch contacts of the switching paths from the open to the contact position and then the second Guide area with the smaller pitch for compression of contact force springs and for generating contact force the switch contacts in the contact-making position is passed through.
  • the second Management area changes into a third management area, which is almost transverse to the actuating movement of the Switching distances runs and for setting the Switch contacts of the switching paths in the position under contact force.
  • a fourth management area the almost transverse to the actuation movement of the switching sections runs and to define the switch contacts in the open position serves in the first management area about.
  • the panel arrangement is designed as a gas-insulated panel arrangement.
  • SF6 gas used for the isolation of the panel arrangement.
  • FIG. 1 are actuating means for actuating Switching distances of a circuit breaker of an electrical Panel arrangement in its entirety with the Reference number 1 marked.
  • the actuating means 1 are in a housing 2 of the electrical Panel arrangement arranged.
  • the actuating means 1 have a distributor element 3, in the two Guide grooves 4 are embedded.
  • the distributor element 3 is essentially transverse to by means of two lever elements 5 an actuating movement 6 of the switching distances of the Circuit breaker (not shown) on the Panel arrangement slidably guided (movement 17).
  • On End 5a of the lever elements 5 is on the distributor element 3 and the other end 5b of the lever elements 5 is at the Panel arrangement pivotally mounted.
  • the Distribution element 3 is by an actuator (not shown) of the actuating means 1 essentially transversely shifted to the actuating movement 6 of the switching distances.
  • the actuating means 1 also have a Transmission element 7 through which the distributor element 3 is indirectly connected to the switching sections.
  • On the transmission element 7 are three rod elements 8 attached, the connection of the transmission element 7th to the switching sections.
  • the transmission element 7 is by means of a further lever element 9 on the Panel arrangement attached.
  • a first end 9a of the Lever element 9 is on the transmission element 7 and that second end 9b pivotable on the panel arrangement hinged.
  • the lever element 9 prevents movement of the Transmission element 7 in one direction essentially transverse to the actuating movement of the switching sections and only allows movement of the transmission element 7 in a direction substantially parallel to that Actuating movement 6 of the switching sections (movement 18).
  • the transmission element 7 has two guide elements 10 on in the guide grooves 4 of the distributor element 3 are guided.
  • the guide grooves 4 have an oblique course, so that moving the Distribution element 3 substantially transversely to the Actuating movement 6 of the switching paths to one movement of the transmission element 7 substantially parallel to that Actuating movement 6 of the switching paths and to one Actuation of the switching paths leads.
  • position of the actuating means 1 are Circuit breakers of the circuit breaker closed.
  • the actuating means 1 finally have a cylindrical shape Helical compression springs 13 designed contact springs for Generation of a contact force between the switch contacts of the switching distances of the circuit breaker.
  • the Helical compression springs 13 are between the Actuator and the switching paths, more precisely arranged in the rod elements 8. You act between that Transmission element 7 and the switching paths.
  • Fig. 2 shows the actuating means 1 of Fig. 1 in section along the line II-II. Matching components are with the same reference numerals.
  • the guide grooves 4 have several guide areas.
  • the two main guide areas of the guide grooves 4 are two merging guide areas 4a, 4b with different slopes.
  • the first guide area 4a is moved by moving the Drive through distributor element 3 by route v1 and lead to an actuation movement s1 (see FIG. 6).
  • the Actuating movement s1 is used to move the switch contacts 11 of the switching distances 12 from the open position (Fig. 5) in the contact-contact position (Fig. 4).
  • the second Guide area 4b is moved by moving the Drive through distributor element 3 by route v2 and lead to an actuating movement s2.
  • the actuation movement s2 serves to deflect the contact force springs 13 in the Contact-touching position of the switch contacts 11 (Fig. 4).
  • the second guide area 4b goes into a third Guide area 4c, which is almost transverse to the Actuating movement 6 of the switching paths 11 runs.
  • the third management area is used to define the Switch contacts 11 of the switching paths 12 in the spring-loaded position (Fig. 3).
  • a fourth Guide area 4d which is almost transverse to the Actuating movement 6 of the switching paths 11 runs goes in the first guide area 4a.
  • the fourth Guide area 4d is used to fix the switch contacts 11 in the open position (Fig. 5).
  • FIG. 7 and 8 show actuating means 1 according to a second embodiment of the present invention in one Side view and in section along the line VIII-VIII. The same was used for matching components Reference numerals used.
  • this is Distributor element 3 in FIGS. 7 and 8 not by means of Lever elements 5, but by means of further guide grooves 14 slidably guided on the panel arrangement.
  • the further guide grooves 14 extend transversely to the Actuating movement 6 of the switching sections 12.
  • In the further guide grooves 14 are further guide elements 15 slidably added. Through the interaction of the further guide grooves 14 and the other Guide elements 15 can only cross the distributor element the actuating movement 6 of the switching sections 12 shifted become.
  • the transmission element 7 is not means a lever element 9, but by means of another Guide grooves 16 slidable on the panel arrangement guided.
  • the further guide grooves 16 run parallel to the actuating movement 6 of the switching sections 12.
  • In the further guide grooves 16 are the other Guide elements 15 slidably added.
  • the distribution element 3 and the transmission element 7 have a U-shaped cross section. This allows the Actuating means 1 according to the invention in particular be trained to save space.
  • the transmission element 7 is within the distribution element 3 and the Helical compression springs 13 are within the Transfer element 7 arranged.

Landscapes

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

Die vorliegende Erfindung betrifft Betätigungsmittel zum Betätigen mehrerer Schaltstrecken eines Leistungsschalters einer elektrischen Schaltfeldanordnung. Die Betätigungsmittel weisen ein Betätigungselement zum Betätigen der Schaltstrecken auf. Die Erfindung betrifft außerdem eine elektrische Schaltfeldanordnung zum Einsatz in einer Schaltanlage, mit mindestens einem Leistungsschalter, dessen Schaltstrecken durch Betätigungsmittel mit einem Betätigungselement betätigbar sind.
Eine oder mehrere elektrische Schaltfeldanordnungen, mit deren Hilfe Hoch- bzw. Mittelspannungsstromkreise ein- und ausgeschaltet werden können, bilden eine Schaltanlage. Eine Schaltfeldanordnung weist neben einem Leistungsschalter üblicherweise auch Trenn- und Erdungsschalter auf. Leistungsschalter sind in der Lage, Betriebs- und Kurzschlussströme zu schalten. Trennschalter werden annähernd stromlos geschaltet; sie stellen beim Ausschalten eine zuverlässig angezeigte Trennstrecke her. Erdungsschalter besitzen meist ein Kurzschluß-Einschaltvermögen und dienen zum sicheren Erden der vom Netz getrennten Anlagenteile. Trenn- und Erdungsschalter dienen dem Schutz von Personen und Betriebsmitteln in den Hoch- und Mittelspannungsanlagen. Dabei werden Trennschalter elektrisch in Reihe mit den Leistungsschaltern angeordnet. Bei der Unterbrechung eines Stromes entstehen Lichtbögen, deren Löschung Aufgabe der Leistungsschalter ist. Nach dem Löschmittel werden Luft-, Öl- und Druckgasschalter unterschieden. Mit Hilfe einer Löschmittelströmung wird in Schalterpolen eines Leistungsschalters eine intensive Kühlung des Lichtbogens und dadurch ein schnelles Abschalten herbeigeführt. Eine andere Technik stellen die Schaltfeldanordnungen mit sog. Vakuum-Leistungsschaltern dar, die sich im Mittelspannungsbereich bis etwa 40 kV eingeführt haben.
Die Leistungsschalter der Schaltfeldanordnungen weisen üblicherweise drei Schaltstrecken, für jede Phase eines zu schaltenden Stroms eine Schaltstrecke, auf. Zur Betätigung der Schaltstrecken eines Leistungsschalters werden Betätigungsmittel eingesetzt, die üblicherweise nur ein Betätigungselement aufweisen, dessen Betätigungsbewegung über geeignete Getriebe oder Umlenkvorrichtungen an sämtliche Schaltstrecken des Leistungsschalters übertragen wird.
Das Dokument EP 0 817 225 A offenbart ein Betätigungsmittel gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind Betätigungsmittel der eingangs genannten Art in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Die bekannten Betätigungsmittel unterscheiden sich insbesondere in der Art und Weise, wie die Betätigungsbewegung des Betätigungselements auf die Schaltstrecken des Leistungsschalters übertragen wird. Aus dem Stand der Technik sind bspw. Betätigungsmittel bekannt, die für jede Schaltstrecke ein Hebelelement aufweisen, dessen rotatorische Hebelbewegung in eine im Wesentlichen lineare Betätigungsbewegung der Schaltstrecke umgelenkt wird. Die Hebelbewegung der Hebelelemente wird durch das Betätigungselement der. Betätigungsmittel erzeugt.
Die bekannten Betätigungsmittel haben den Nachteil, dass sie einen recht komplexen Aufbau mit einer Vielzahl von bewegbaren, insbesondere relativ zueinander verdrehbaren, Bauteilen aufweisen.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Betätigungsmittel der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen besonders einfachen Aufbau, insbesondere mit möglichst wenigen Bauteilen, aufweisen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von den Betätigungsmitteln der eingangs genannten Art vor, dass die Betätigungsmittel ein durch das Betätigungselement im Wesentlichen quer zu der Betätigungsbewegung der Schaltstrecken verschiebbares und an der Schaltfeldanordnung geführtes Verteilerelement und ein im Wesentlichen parallel zu der Betätigungsbewegung der Schaltstrecken bewegbares, an der Schaltfeldanordnung geführtes Übertragungselement aufweisen, mit dem die Schaltstrecken in Verbindung stehen. Das Verteilerelement und das Übertragungselement sind derart relativ zueinander geführt, dass eine Verschiebebewegung des Verteilerelements im Wesentlichen quer zu der Betätigungsbewegung zu einer Bewegung des Übertragungselements im Wesentlichen parallel zu der Betätigungsbewegung und zu einer Betätigung der Schaltstrecken führt.
Die erfindungsgemäßen Betätigungsmittel weisen ein Verteilerelement und ein Übertragungselement auf. Das Verteilerelement wird von dem Betätigungselement im Wesentlichen quer zu der Betätigungsbewegung der Schaltstrecken verschoben. Das Übertragungselement ist an der Schaltfeldanordnung im Wesentlichen parallel zu der Betätigungsbewegung der Schaltstrecken verschiebbar geführt und steht mit den Schaltstrecken in Verbindung. Eine Verschiebebewegung des Verteilerelements führt zu einer Bewegung des Übertragungselements und damit zu einer Betätigung der Schaltstrecken.
Die erfindungsgemäßen Betätigungsmittel weisen einen besonders einfachen Aufbau mit besonders wenigen Bauteilen auf. Sie sind besonders robust und wenig anfällig gegen Verschleiß oder andere Ausfallerscheinungen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Verteilerelement und das Übertragungselement über Führungsrillen und darin geführter Führungselemente relativ zueinander geführt sind. Vorteilhafterweise weist das Verteilerelement Führungsrillen auf, in denen Führungselemente des Übertragungselements verschiebbar geführt sind. Der Verlauf der Führungsrillen ist derart, dass eine Verschiebebewegung des Verteilerelements im Wesentlichen quer zu der Betätigungsbewegung der Schaltstrecken zu einer Bewegung des Übertragungselements im Wesentlichen parallel zu der Betätigungsbewegung führt. Die Parallelbewegung wird auf die Schaltstrecken übertragen, und die Schaltstrecken werden ein- oder ausgeschaltet.
Es sind eine Vielzahl von Möglichkeiten denkbar, wie das Verteilerelement und das Übertragungselement an der Schaltfeldanordnung geführt werden können. Insbesondere seien hier geeignete Gestänge (Hebelelemente) und Getriebe (weitere Führungsrillen) erwähnt, deren Ausgestaltung der einschlägige Fachmann im einzelnen dem jeweiligen Anwendungsfall anpassen wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Verteilerelement 9 über mindestens zwei Hebelelemente an der Schaltfeldanordnung geführt ist. Die Hebelelemente sind so angeordnet, dass das Verteilerelement eine Bewegung relativ zu der Schaltfeldanordnung im Wesentlichen quer zu der Betätigungsbewegung der Schaltstrecken ausführen kann. Genauer gesagt, sind die Hebelelemente mit ihrem ersten Ende an der Schaltfeldanordnung und mit ihrem gegenüberliegenden zweiten Ende an dem Verteilerelement drehbar befestigt, so dass sich der Befestigungspunkt des Verteilerelements an dem zweiten Ende des Hebelelements um den Befestigungspunkt an der Schaltfeldanordnung auf einem Kreisbogen dreht. Bei relativ geringen Auslenkungen des Hebelelements und bei einer entsprechenden Anordnung der Hebelelemente kann diese kreisbogenförmige Bewegung als im Wesentlichen quer zu der Betätigungsbewegung verlaufend bezeichnet werden.
Es wird des weiteren vorgeschlagen, dass das Übertragungselement über mindestens ein weiteres Hebelelement an der Schaltfeldanordnung geführt ist. Das weitere Hebelelement ist so angeordnet, dass das Übertragungselement eine Bewegung relativ zu der Schaltfeldanordnung im Wesentlichen parallel zu der Betätigungsbewegung der Schaltstrecken ausführen kann. Genauer gesagt, ist das weitere Hebelelement mit seinem ersten Ende an der Schaltfeldanordnung und mit seinem gegenüberliegenden zweiten Ende an dem Übertragungselement drehbar befestigt, so dass sich der Befestigungspunkt des Übertragungselements an dem zweiten Ende des Hebelelements um den Befestigungspunkt an der Schaltfeldanordnung auf einem Kreisbogen dreht. Bei relativ geringen Auslenkungen des weiteren Hebelelements und bei einer entsprechenden Anordnung des weiteren Hebelelements kann diese kreisbogenförmige Bewegung als im Wesentlichen parallel zu der Betätigungsbewegung verlaufend bezeichnet werden.
Alternativ wird gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass das Verteilerelement über mindestens zwei weitere Führungsrillen und darin verschiebbar gelagerte weitere Führungselemente an der Schaltfeldanordnung geführt ist. Die weiteren Führungsrillen verlaufen vorteilhafterweise im Wesentlichen quer zu der Betätigungsbewegung der Schaltstrecken. Vorzugsweise weist das Verteilerelement mindestens zwei weitere Führungsrillen auf, in denen weitere Führungselemente der Schaltfeldanordnung verschiebbar gelagert sind.
Es wird des weiteren vorgeschlagen, dass das Übertragungselement über mindestens zwei weitere Führungsrillen und darin verschiebbar gelagerte weitere Führungselemente an der Schaltfeldanordnung geführt ist. Die weiteren Führungsrillen verlaufen vorteilhafterweise im Wesentlichen parallel zu der Betätigungsbewegung der Schaltstrecken. Vorzugsweise weist das Übertragungselement mindestens zwei weitere Führungsrillen auf, in denen weitere Führungselemente der Schaltfeldanordnung verschiebbar gelagert sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Übertragungselement zwei in einem Abstand und parallel zueinander angeordnete Übertragungselementplatten aufweist, zwischen denen das Verteilerelement angeordnet ist. Dadurch ist eine besonders platzsparende Ausbildung der erfindungsgemäßen Betätigungsmittel möglich. Das Übertragungselement ist vorteilhafterweise als ein Profil mit U-förmigem Querschnitt ausgebildet. Die beiden Schenkel des U-förmigen Profils bilden die parallel zueinander angeordneten Übertragungselementplatten. Zwischen den beiden Schenkeln ist das Verteilerelement angeordnet.
Um eine sichere Schließposition der Schaltstrecken des Leistungsschalters zu gewährleisten, wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass die Betätigungsmittel Mittel zur Erzeugung einer Kontaktkraft zwischen Schaltkontakten der Schaltstrecken, wenn die Schaltstrecken geschlossen sind, aufweisen, die zwischen dem Betätigungselement und den Schaltstrecken angeordnet sind. Es ist denkbar, dass die Kontaktkraft durch eine entsprechende Ausbildung der Führungsrillen erzeugt wird. Dazu könnten die Führungsrillen einen Führungsbereich mit einer relativ geringen Steigung aufweisen, entlang der das Verteilerelement bzw. das Übertragungselement geführt wird, wenn die Schaltstrecken bereits geschlossen sind. Dadurch wird auf die geschlossenen Schaltkontakte eine Kontaktkraft ausgeübt.
Vorteilhafterweise sind die Mittel zur Erzeugung einer Kontaktkraft als Kontaktkraftfedern ausgebildet, die zwischen dem Übertragungselement und den Schaltstrecken wirken. Die Führungsrillen zwischen dem Verteilerelement und dem Übertragungselement sind so ausgebildet, dass das Übertragungselement weiter entlang einer Schräge geführt wird, also weiter in Richtung Schließstellung der Schaltstrecken bewegt wird, obwohl die Schaltstrecken bereits geschlossen sind. Dadurch wirkt eine Kontaktkraft auf die Schaltkontakte der Schaltstrecken, wobei die Größe der Kontaktkraft von der Auslegung der Kontaktkraftfedern abhängig ist. Die Kontaktkraftfedern sind vorteilhafterweise als zylindrische Schraubendruckfedern ausgebildet.
Die Führungsrillen zwischen dem Verteilerelement und dem Übertragungselement weisen einen ansteigenden Verlauf auf. Die Steigung der Führungsrillen muss so ausgelegt sein, dass das Verschieben des Verteilerelements im Wesentlichen quer zu der Betätigungsbewegung der Schaltstrecken zu einer ausreichend großen Bewegung des Übertragungselements im Wesentlichen parallel zu der Betätigungsbewegung der Schaltstrecken führt, um die Schaltkontakte der Schaltstrecken zumindest von ihrer geöffneten in eine kontaktberührende Position und umgekehrt überführen zu können. Wenn auf die Schaltkontakte in ihrer kontaktberührenden Position zusätzlich eine Kontaktkraft ausgeübt werden soll, müssen die Führungsrillen so ausgelegt werden, dass eine weitere Bewegung des Verteilerelements im Wesentlichen quer zu der Betätigungsbewegung eine weitere Bewegung des Übertragungselements in Richtung der geschlossenen Position der Schaltkontakte hervorruft.
Gemäß noch einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Führungsrillen zwei ineinander übergehende Führungsbereiche mit unterschiedlichen Steigungen aufweisen, wobei beim Schließen der Schaltstrecken zunächst der erste Führungsbereich mit der größeren Steigung zum Bewegen der Schaltkontakte der Schaltstrecken von der geöffneten in die kontaktberührende Position und dann der zweite Führungsbereich mit der kleineren Steigung zum Einfedern von Kontaktkraftfedern und zur Kontaktkrafterzeugung auf die Schaltkontakte in der kontaktberührenden Position durchfahren wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der zweite Führungsbereich in einen dritten Führungsbereich übergeht, der nahezu quer zu der Betätigungsbewegung der Schaltstrecken verläuft und zum Festlegen der Schaltkontakte der Schaltstrecken in der kontaktkraftbeaufschlagten Position dient.
Vorteilhafterweise geht ein vierter Führungsbereich, der nahezu quer zu der Betätigungsbewegung der Schaltstrecken verläuft und zum Festlegen der Schaltkontakte in der geöffneten Position dient, in den ersten Führungsbereich über.
Ausgehend von der elektrischen Schaltfeldanordnung der eingangs genannten Art wird des weiteren vorgeschlagen, dass die Betätigungsmittel für die Schaltfeldanordnung als die erfindungsgemäßen Betätigungsmittel ausgebildet sind.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Schaltfeldanordnung als eine gasisolierte Schaltfeldanordnung ausgebildet ist. Zur Isolation der Schaltfeldanordnung wird vorzugsweise SF6-Gas verwendet. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Betätigungsmittel, nämlich ein einfacher und kompakter Aufbau aus wenigen Bauteilen, kommen insbesondere bei gasisolierten Schaltfeldanordnungen zum Tragen.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1
erfindungsgemäße Betätigungsmittel zum Betätigen der Schaltstrecken eines Leistungsschalters einer elektrischen Schaltfeldanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform in einer Ansicht von vorne;
Fig. 2
die Betätigungsmittel aus Figur 1 im Schnitt entlang der Linie II-II;
Fig. 3
eine Führungsrille der Betätigungsmittel mit Schaltkontakten der Schaltstrecken in der geschlossenen Position;
Fig. 4
die Führungsrille mit den Schaltkontakten bei Kontaktberührung;
Fig. 5
die Führungsrille mit Schaltkontakten in der geöffneten Position;
Fig. 6
die Schalterkontakte in der geschlossenen Position, bei Kontaktberührung und in der geöffneten Position;
Fig. 7
erfindungsgemäße Betätigungsmittel zum Betätigen der Schaltstrecken eines Leistungsschalters einer elektrischen Schaltfeldanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer Ansicht von vorne, teilweise im Schnitt; und
Fig. 8
die Betätigungsmittel aus Figur 7 im Schnitt entlang der Linie VIII-VIII.
In Figur 1 sind Betätigungsmittel zum Betätigen von Schaltstrecken eines Leistungsschalters einer elektrischen Schaltfeldanordnung in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Die Betätigungsmittel 1 sind in einem Gehäuse 2 der elektrischen Schaltfeldanordnung angeordnet. Die Betätigungsmittel 1 weisen ein Verteilerelement 3 auf, in das zwei Führungsrillen 4 eingelassen sind. Das Verteilerelement 3 ist mittels zweier Hebelelemente 5 im Wesentlichen quer zu einer Betätigungsbewegung 6 der Schaltstrecken des Leistungsschalters (nicht dargestellt) an der Schaltfeldanordnung verschiebbar geführt (Bewegung 17). Ein Ende 5a der Hebelelemente 5 ist an dem Verteilerelement 3 und das andere Ende 5b der Hebelelemente 5 ist an der Schaltfeldanordnung verschwenkbar gelagert. Das Verteilerelement 3 wird durch ein Betätigungselement (nicht dargestellt) der Betätigungsmittel 1 im Wesentlichen quer zu der Betätigungsbewegung 6 der Schaltstrecken verschoben.
Die Betätigungsmittel 1 weisen des Weiteren ein Übertragungselement 7 auf, durch das das Verteilerelement 3 mit den Schaltstrecken mittelbar in Verbindung steht. An dem Übertragungselement 7 sind drei Stabelemente 8 befestigt, die die Verbindung von dem Übertragungselement 7 zu den Schaltstrecken herstellen. Das Übertragungselement 7 ist mittels eines weiteren Hebelelements 9 an der Schaltfeldanordnung befestigt. Ein erstes Ende 9a des Hebelelements 9 ist an dem Übertragungselement 7 und das zweite Ende 9b an der Schaltfeldanordnung verschwenkbar angelenkt. Das Hebelelement 9 verhindert eine Bewegung des Übertragungselements 7 in einer Richtung im Wesentlichen quer zu der Betätigungsbewegung der Schaltstrecken und erlaubt lediglich eine Bewegung des Übertragungselements 7 in eine Richtung im Wesentlichen parallel zu der Betätigungsbewegung 6 der Schaltstrecken (Bewegung 18).
Das Übertragungselement 7 weist zwei Führungselemente 10 auf, die in den Führungsrillen 4 des Verteilerelements 3 verschiebbar geführt sind. Die Führungsrillen 4 weisen einen schrägen Verlauf auf, so dass ein Verschieben des Verteilerelements 3 im Wesentlichen quer zu der Betätigungsbewegung 6 der Schaltstrecken zu einer Bewegung des Übertragungselements 7 im Wesentlichen parallel zu der Betätigungsbewegung 6 der Schaltstrecken und zu einer Betätigung der Schaltstrecken führt. Bei der in Figur 1 dargestellten Stellung der Betätigungsmittel 1 sind die Schaltstrecken des Leistungsschalters geschlossen. Um die Schalterkontakte der Schaltstrecken in die geöffnete Position zu bringen, muss das Verteilerelement 3 in Figur 1 nach rechts verschoben werden (gestrichelte Linie der Hebelelemente 5), das Übertragungselement 7 führt, von den Führungsrillen 4 geführt, eine Bewegung parallel zu der Betätigungsbewegung 6 der Schaltstrecken nach unten aus (gestrichelte Linie des Hebelelements 9), wodurch die Schaltkontakte in eine geöffnete Position gebracht werden.
Die Betätigungsmittel 1 weisen schließlich als zylindrische Schraubendruckfedern 13 ausgebildete Kontaktkraftfedern zur Erzeugung einer Kontaktkraft zwischen den Schaltkontakten der Schaltstrecken des Leistungsschalters auf. Die Schraubendruckfedern 13 sind zwischen dem Betätigungselement und den Schaltstrecken, genauer gesagt in den Stabelementen 8, angeordnet. Sie wirken zwischen dem Übertragungselement 7 und den Schaltstrecken.
Fig. 2 zeigt die Betätigungsmittel 1 aus Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie II-II. Übereinstimmende Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
In den Figuren 3 bis 5 sind die Führungsrillen 4 des Verteilerelements 3 im Detail dargestellt. Von dem Übertragungselement 7 sind lediglich die Führungsmittel 10 dargestellt. Die Schaltstrecken des Leistungsschalters der elektrischen Schaltfeldanordnung sind mit 12 und die Schaltkontakte mit 11 bezeichnet. Die Stabelemente 8 erstrecken sich von dem Übertragungselement 7 (in der vereinfachten Darstellung der Figuren 3 bis 5 von dem Führungselement 10) zu den Schaltkontakten 11 der Schaltstrecken 12 des Leistungsschalters. Die Schalterkontakte 11 der Schaltstrecke 12 befinden sich in der Figur 3 in einer geschlossenen Position, in Figur 4 in Kontaktberührung und in Figur 5 in der geöffneten Position. Durch Verschieben des Verteilerelements 3 im Wesentlichen quer zu der Betätigungsbewegung 6 der Schaltstrecken 12 wird das Führungselement 10 des Übertragungselements 7 in der Führungsrille 4 verschoben und die Verschiebebewegung des Verteilerelements 3 in eine Bewegung im Wesentlichen parallel zu der Betätigungsbewegung 6 umgelenkt, was zu einer Betätigung der Schaltstrecke 12 führt.
Die Führungsrillen 4 weisen mehrere Führungsbereiche auf. Die beiden wesentlichen Führungsbereiche der Führungsrillen 4 sind zwei ineinander übergehende Führungsbereiche 4a, 4b mit unterschiedlichen Steigungen. Beim Schließen der Schaltstrecken 12 wird zunächst der erste Führungsbereich 4a mit der größeren Steigung und dann der zweite Führungsbereich 4b mit der kleineren Steigung durchfahren. Der erste Führungsbereich 4a wird durch ein Verschieben des Verteilerelements 3 um die Strecke v1 durchfahren und führt zu einer Betätigungsbewegung s1 (vgl. Fig. 6). Die Betätigungsbewegung s1 dient zum Bewegen der Schaltkontakte 11 der Schaltstrecken 12 von der geöffneten Position (Fig. 5) in die kontaktberührende Position (Fig. 4). Der zweite Führungsbereich 4b wird durch ein Verschieben des Verteilerelements 3 um die Strecke v2 durchfahren und führt zu einer Betätigungsbewegung s2. Die Betätigungsbewegung s2 dient zum Einfedern der Kontaktkraftfedern 13 in der kontaktberührenden Position der Schaltkontakte 11 (Fig. 4).
Der zweite Führungsbereich 4b geht in einen dritten Führungsbereich 4c über, der nahezu quer zu der Betätigungsbewegung 6 der Schaltstrecken 11 verläuft. Der dritte Führungsbereich dient zum Festlegen der Schaltkontakte 11 der Schaltstrecken 12 in der eingefederten Position (Fig. 3). Ein vierter Führungsbereich 4d, der nahezu quer zu der Betätigungsbewegung 6 der Schaltstrecken 11 verläuft, geht in den ersten Führungsbereich 4a über. Der vierte Führungsbereich 4d dient zum Festlegen der Schaltkontakte 11 in der geöffneten Position (Fig. 5).
Die Fig. 7 und 8 zeigen Betätigungsmittel 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Seitenansicht und im Schnitt entlang der Linie VIII-VIII. Für übereinstimmende Bauteile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet.
Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform ist das Verteilerelement 3 in den Fig. 7 und 8 nicht mittels Hebelelemente 5, sondern mittels weiterer Führungsrillen 14 an der Schaltfeldanordnung verschiebbar geführt. Die weiteren Führungsrillen 14 verlaufen quer zu der Betätigungsbewegung 6 der Schaltstrecken 12. In den weiteren Führungsrillen 14 sind weitere Führungselemente 15 verschiebbar aufgenommen. Durch das Zusammenspiel der weiteren Führungsrillen 14 und der weiteren Führungselemente 15 kann das Verteilerelement nur quer zu der Betätigungsbewegung 6 der Schaltstrecken 12 verschoben werden. Ebenso ist das Übertragungselement 7 nicht mittels eines Hebelelements 9, sondern mittels weiterer Führungsrillen 16 an der Schaltfeldanordnung verschiebbar geführt. Die weiteren Führungsrillen 16 verlaufen parallel zu der Betätigungsbewegung 6 der Schaltstrecken 12. In den weiteren Führungsrillen 16 sind die weiteren Führungselemente 15 verschiebbar aufgenommen. Durch das Zusammenspiel der weiteren Führungsrillen 16 und der weiteren Führungselemente 15 kann das Übertragungselement 7 nur parallel zu der Betätigungsbewegung 6 der Schaltstrecken 12 verschoben werden.
Das Verteilerelement 3 und das Übertragungselement 7 haben einen U-förmigen Querschnitt. Dadurch können die erfindungsgemäßen Betätigungsmittel 1 besonders platzsparend ausgebildet werden. Das Übertragungselement 7 ist innerhalb des Verteilerelements 3 und die Schraubendruckfedern 13 sind innerhalb des Übertragungselements 7 angeordnet.

Claims (21)

  1. Betätigungsmittel (1) zum Betätigen mehrerer Schaltstrecken (12) eines Leistungsschalters einer elektrischen Schaltfeldanordnung, mit einem Betätigungselement, wobei die Betätigungsmittel (1) ein durch das Betätigungselement im Wesentlichen quer zu der Betätigungsbewegung (6) der Schaltstrecken (12) verschiebbares und an der Schaltfeldanordnung geführtes Verteilerelement (3) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmittel ein im Wesentlichen parallel zu der Betätigungsbewegung (6) der Schaltstrecken (12) bewegbares, an der Schaltfeldanordnung geführtes Übertragungselement (7) aufweisen, mit dem die Schaltstrecken (12) in Verbindung stehen, wobei das Verteilerelement (3) und das Übertragungselement (7) derart relativ zueinander geführt sind, dass eine Verschiebebewegung des Verteilerelements (3) im Wesentlichen quer zu der Betätigungsbewegung (6) zu einer Bewegung des Übertragungselements (7) im Wesentlichen parallel zu der Betätigungsbewegung (6) und zu einer Betätigung der Schaltstrecken (12) führt.
  2. Die Betätigungsmittel (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (3) und das Übertragungselement (7) über Führungsrillen (4) und darin geführter Führungselemente (10) relativ zueinander geführt sind.
  3. Die Betätigungsmittel (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (3) Führungsrillen (4) aufweist, in denen Führungselemente (10) des Übertragungselements (7) verschiebbar geführt sind.
  4. Die Betätigungsmittel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (3) über mindestens zwei Hebelelemente (5) an der Schaltfeldanordnung geführt ist.
  5. Die Betätigungsmittel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (7) über mindestens ein weiteres Hebelelement (9) an der Schaltfeldanordnung geführt ist.
  6. Die Betätigungsmittel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (3) über mindestens zwei weitere Führungsrillen (14) und darin verschiebbar gelagerte weitere Führungselemente (15) an der Schaltfeldanordnung geführt ist.
  7. Die Betätigungsmittel (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Führungsrillen (14) im Wesentlichen quer zu der Betätigungsbewegung (6) der Schaltstrecken (12) verlaufen.
  8. Die Betätigungsmittel (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (3) mindestens zwei weitere Führungsrillen (14) aufweist, in denen weitere Führungselemente (15) der Schaltfeldanordnung verschiebbar gelagert sind.
  9. Die Betätigungsmittel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (7) über mindestens zwei weitere Führungsrillen (16) und darin verschiebbar gelagerte weitere Führungselemente (15) an der Schaltfeldanordnung geführt ist.
  10. Die Betätigungsmittel (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die'weiteren Führungsrillen (16) im Wesentlichen parallel zu der Betätigungsbewegung (6) der Schaltstrecken (12) verlaufen.
  11. Die Betätigungsmittel (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (7) mindestens zwei weitere Führungsrillen (16) aufweist, in denen weitere Führungselemente (15) der Schaltfeldanordnung verschiebbar gelagert sind.
  12. Die Betätigungsmittel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (7) zwei in einem Abstand und parallel zueinander angeordnete Übertragungselementplatten aufweist, zwischen denen das Verteilerelement (3) angeordnet ist.
  13. Die Betätigungsmittel (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (7) als ein Profil mit U-förmigem Querschnitt ausgebildet ist.
  14. Die Betätigungsmittel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmittel (1) Mittel zur Erzeugung einer Kontaktkraft zwischen Schaltkontakten (11) der Schaltstrecken (12), wenn die Schaltstrecken (12) geschlossen sind, aufweisen, die zwischen dem Betätigungselement und den Schaltstrecken (12) angeordnet sind.
  15. Die Betätigungsmittel (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung einer Kontaktkraft als Kontaktkraftfedern (13) ausgebildet sind, die zwischen dem Übertragungselement (7) und den Schaltstrecken (12) wirken.
  16. Die Betätigungsmittel (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkraftfedern (13) als zylindrische Schraubendruckfedern ausgebildet sind.
  17. Die Betätigungsmittel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrillen (4) zwei ineinander übergehende Führungsbereiche (4a, 4b) mit unterschiedlichen Steigungen aufweisen, wobei beim Schließen der Schaltstrecken (12) zunächst der erste Führungsbereich (4a) mit der größeren Steigung zum Bewegen der Schaltkontakte (11) der Schaltstrecken (12) von der geöffneten in die kontaktberührende Position und dann der zweite Führungsbereich (4b) mit der kleineren Steigung zum Einfedern von Kontaktkraftfedern (13) und zur Kontaktkrafterzeugung auf die Schaltkontakte (11) in der kontaktberührenden Position durchfahren wird.
  18. Die Betätigungsmittel (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Führungsbereich (4b) in einen dritten Führungsbereich (4c) übergeht, der nahezu quer.zu der Betätigungsbewegung (6) der Schaltstrecken (12) verläuft und zum Festlegen der Schaltkontakte (11) der Schaltstrecken (12) in der kontaktkraftbeaufschlagten Position dient.
  19. Die Betätigungsmittel (1) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein vierter Führungsbereich (4d), der nahezu quer zu der Betätigungsbewegung (6) der Schaltstrecken (12) verläuft und zum Festlegen der Schaltkontakte (11) in der geöffneten Position dient, in den ersten Führungsbereich (4a) übergeht.
  20. Elektrische Schaltfeldanordnung zum Einsatz in einer Schaltanlage, mit mindestens einem Leistungsschalter, dessen Schaltstrecken (12) durch Betätigungsmittel (1) mit einem Betätigungselement betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltfeldanordnung die Betätigungsmiltel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche aufweist
  21. Schaltfeldanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltfeldanordnung als eine gasisolierte Schaltfeldanordnung ausgebildet ist.
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