EP1376633A1 - Switching apparatus - Google Patents
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- EP1376633A1 EP1376633A1 EP02405495A EP02405495A EP1376633A1 EP 1376633 A1 EP1376633 A1 EP 1376633A1 EP 02405495 A EP02405495 A EP 02405495A EP 02405495 A EP02405495 A EP 02405495A EP 1376633 A1 EP1376633 A1 EP 1376633A1
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Definitions
- the present invention relates to a current switching device according to the preamble of claim 1, for the Use in systems for distribution and transmission electrical energy is provided.
- the invention is based on the object of a current switching device of the type mentioned at the outset to create the not only high currents for long periods without ins Weight dropping damage can result, but also can switch high currents precisely in time.
- the precise closing of the current switching device is done by triggering the parallel to the switching element switched spark gap.
- the drive arrangement activated, which then the switching contacts of the switching element, which is preferably a vacuum switch from which Open position moved to the closed position.
- the switching element which is designed for high nominal current loads, now takes over the power supply.
- the spark gap is from relieved of a long lead of the nominal current and can therefore be structurally simpler.
- a current switching device has a switching element 2 with a fixed switching contact 3 and a movable switch contact 4. The latter is via a switch rod indicated by dashed lines 5 connected to a drive arrangement 6.
- the switch contacts 3, 4 are in their open position in FIG. 1 shown at a distance from each other are.
- the switching element 2 is preferably a vacuum switch that has the advantage that the switching path of the movable switching contact 4 is short.
- a bistable magnetic Drive used as for example from EP-A-0 883 146 or DE-C-43 04 921 is known.
- a trigger pulse generator is for triggering the spark gap 7 9 provided that the on the basis of control commands Trigger pulses generated.
- a transducer 11 which in In the present case, a current transformer is switched.
- the transducer 11 On the secondary side, the transducer 11 is connected to a first one Input 12 of the drive arrangement 6 connected.
- Latter has a second input 13 for an opening of the Switching element 2 causing control signal.
- the mode of operation of the current switching device 1 according to FIG. 1 is as follows:
- a control command is used to switch on a current the trigger pulse generator 9 activated, the trigger pulse generated by which the spark gap 7 is triggered.
- To the triggering flows in the parallel current path 10 of the current switching device 1 a stream.
- a signal is generated which is transmitted to the first Input 12 of the drive arrangement 6 is created.
- the movable switch contact 4 of the switching element 2 is on the shift rod 5th moved from the open position to the closed position.
- the closed switching element 2 now takes over the current from the spark gap 7.
- the second embodiment shown in FIG distinguishes current switching device 1 only from the first embodiment shown in FIG another embodiment of the drive arrangement 6.
- the 1 and 2 are corresponding components uses the same reference numerals.
- the drive arrangement 6 of the current switching device 1 according to 2 has an electromagnetic switch-on drive, of which only the excitation coil 14 is shown in FIG. 2 is.
- This excitation coil 14 is in series with the spark gap 7 switched in the parallel current path 10 and triggers at her Excitation of a switch-on of the shift rod 5.
- to Drive arrangement 6 also includes a second excitation coil 15, which is part of an otherwise not shown electromagnetic switch-off drive forms.
- the excitation coil 15 is connected to a control circuit 16.
- the electromagnetic switch-off drive or in addition to this one can be dashed in FIG. 2 mechanical switch-off unit 17 provided his.
- the mode of operation of the current switching device shown in FIG. 2 1 largely corresponds to that based on Embodiment according to FIG. 1 mode of operation explained.
- this is done Switching on the current by triggering the spark gap 7, which allows the timing of power on to be precise to control.
- the after triggering the spark gap 7 through the current flowing in the parallel circuit 10 becomes the trigger and possibly also to carry out the switch-on process of the switching element 2, which after closing the power supply.
- the spark gap 7 therefore has a high only for a short time To carry electricity.
Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromschalteinrichtung
gemäss Oberbegriff des Anspruches 1, die für den
Einsatz in Anlagen für die Verteilung und Übertragung
elektrischer Energie vorgesehen ist.The present invention relates to a current switching device
according to the preamble of
Stromschalteinrichtungen dieser Art mit zwei relativ zueinander beweglichen Schaltkontakten, die mittels einer Antriebsanordnung zwischen einer Offenstellung und einer Schliessstellung umschaltbar sind, sind bekannt, beispielsweise aus der DE-C-43 04 921. Solche Stromschalteinrichtungen sind in der Lage, hohe Ströme zu schalten und auch über längere Zeit zu führen.Current switching devices of this type with two relative mutually movable switching contacts, which by means of a Drive arrangement between an open position and The closing position can be switched, are known, for example from DE-C-43 04 921. Such current switching devices are able to switch high currents and to lead even over a long period of time.
Weiter sind schnell einschaltende Schalteinrichtungen zum Schalten von hohen Strömen bekannt, die eine triggerbare Entladungsstrecke aufweisen, die durch zwei in einem festen Abstand voneinander angeordnete Elektroden festgelegt ist. Die beiden Elektroden übernehmen die Führung des Nennstromes und müssen entsprechend ausgebildet sein. Bei der in der GB-A-2 304 990 offenbarten Schalteinrichtung dieser Art sind die Elektroden von einer Triggerelektrode umgeben. Zumindest die eine Elektrode, nämlich die Kathode, besteht aus einem leicht verdampfenden Material, vorzugsweise Zink. Zum Einschalten dieser Schalteinrichtung wird durch Anlegen einer Spannung an die Triggerelektrode zwischen dieser und der Kathode ein Lichtbogen gezündet. Der dadurch entstehende, von der Kathode herrührende Metalldampf löst eine Entladung zwischen den Elektroden und damit einen Stromfluss durch die Schalteinrichtung aus. Durch den im Betrieb über die Elektroden fliessenden Nennstrom werden Metalldämpfe erzeugt, die sich nach der Stromunterbrechung im Innern der Schalteinrichtung absetzen.Next are quick-switching devices for Switching high currents is known to be a triggerable Discharge path by two in one fixed Distance from each other electrodes is fixed. The two electrodes take over the control of the nominal current and must be trained accordingly. In the GB-A-2 304 990 disclosed switching device of this type the electrodes are surrounded by a trigger electrode. At least one electrode, namely the cathode, consists of one easily evaporating material, preferably zinc. To the This switching device is switched on by applying a voltage across the trigger electrode between this and an arc ignited the cathode. The resulting Metal vapor coming from the cathode releases one Discharge between the electrodes and thus a current flow through the switching device. Through the in operation the nominal current flowing through the electrodes becomes metal vapors generated after the power cut inside the Lower switching device.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Stromschalteinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die nicht nur hohe Ströme über längere Zeiträume ohne ins Gewicht fallende Beschädigungen führen kann, sondern auch hohe Ströme zeitlich präzis zu schalten vermag.The invention is based on the object of a current switching device of the type mentioned at the outset to create the not only high currents for long periods without ins Weight dropping damage can result, but also can switch high currents precisely in time.
Diese Aufgabe wird mit einer Stromschalteinrichtung mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This task is accomplished with a current switching device
Features of
Das zeitlich präzise Schliessen der Stromschalteinrichtung erfolgt durch Triggern der zum Schaltelement parallel geschalteten Funkenstrecke. Durch den nach dem Triggern durch die Funkenstrecke fliessenden Strom wird die Antriebsanordnung aktiviert, die dann die Schaltkontakte des Schaltelementes, das vorzugsweise ein Vakuumschalter ist, von der Offenstellung in die Schliessstellung bewegt. Das Schaltelement, das für hohe Nennstrombelastungen ausgelegt ist, übernimmt nun die Stromführung. Die Funkenstrecke wird von einer zeitlich langen Führung des Nennstromes entlastet und kann deshalb konstruktiv einfacher ausgebildet sein.The precise closing of the current switching device is done by triggering the parallel to the switching element switched spark gap. By after triggering through the spark gap current flows the drive arrangement activated, which then the switching contacts of the switching element, which is preferably a vacuum switch from which Open position moved to the closed position. The switching element, which is designed for high nominal current loads, now takes over the power supply. The spark gap is from relieved of a long lead of the nominal current and can therefore be structurally simpler.
Bevorzugte Weiterausgestaltungen der erfindungsgemässen Stromschalteinrichtung bilden Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Preferred further developments of the inventive Current switching device form the subject of the dependent Expectations.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren, welche lediglich Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Stromschalteinrichtung, und
- Fig. 1
- in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemässen Stromschalteinrichtung.
- Fig. 1
- a schematic representation of a first embodiment of a current switching device according to the invention, and
- Fig. 1
- in a representation corresponding to FIG. 1, a second embodiment of a current switching device according to the invention.
Die in der Fig. 1 schematisch dargestellte erste Ausführungsform
einer erfindungsgemässen Stromschalteinrichtung
1 weist ein Schaltelement 2 mit einem feststehenden Schaltkontakt
3 und einem beweglichen Schaltkontakt 4 auf.
Letzterer ist über eine gestrichelt angedeutete Schaltstange
5 mit einer Antriebsanordnung 6 verbunden. Die Schaltkontakte
3, 4 sind in der Fig. 1 in ihrer Offenstellung
gezeigt, in der sie in einem Abstand voneinander angeordnet
sind.The first embodiment shown schematically in FIG. 1
a current switching device according to the
Das Schaltelement 2 ist vorzugsweise ein Vakuumschalter, der
den Vorteil hat, dass der Schaltweg des beweglichen Schaltkontaktes
4 kurz ist. Als Antriebsanordnung 6 wird beim
gezeigten Ausführungsbeispiel ein bistabiler magnetischer
Antrieb verwendet, wie er beispielsweise aus der EP-A-0 883
146 oder der DE-C-43 04 921 bekannt ist. The
Parallel zu den Schaltkontakten 3, 4 des Schaltelementes 2
ist eine Funkenstrecke 7 geschaltet, die in einem evakuierten
oder mit einem Gas gefüllten Gefäss 8 untergebracht ist.
Zum Triggern der Funkenstrecke 7 ist ein Triggerimpulsgenerator
9 vorgesehen, der aufgrund von Steuerbefehlen die
Triggerimpulse erzeugt.Parallel to the
In den die Funkenstrecke 7 enthaltenden Parallelstrompfad 10
ist in Serie zur Funkenstrecke 7 ein Messwandler 11, der im
vorliegenden Fall ein Stromwandler ist, geschaltet.
Sekundärseitig ist der Messwandler 11 an einen ersten
Eingang 12 der Antriebsanordnung 6 angeschlossen. Letztere
weist einen zweiten Eingang 13 für ein, ein Oeffnen des
Schaltelementes 2 bewirkendes Steuersignal auf.In the parallel
Die Wirkungsweise der Stromschalteinrichtung 1 gemäss Fig. 1
ist wie folgt:The mode of operation of the
Zum Einschalten eines Stromes wird durch einen Steuerbefehl
der Triggerimpulsgenerator 9 aktiviert, der Triggerimpulse
erzeugt, durch die die Funkenstrecke 7 getriggert wird. Nach
dem Triggern fliesst im Parallelstrompfad 10 der Stromschalteinrichtung
1 ein Strom. Im Sekundärkreis des Messwandlers
11 wird ein Signal erzeugt, das an den ersten
Eingang 12 der Antriebsanordnung 6 angelegt wird. Dadurch
wird in der Antriebsanordnung 6 eine Einschaltbewegung
ausgelöst, wie das beispielsweise in der bereits erwähnten
DE-C-43 04 921 näher beschrieben ist. Der bewegliche Schaltkontakt
4 des Schaltelementes 2 wird über die Schaltstange 5
von der Offenstellung in die Schliessstellung bewegt. Das
geschlossene Schaltelement 2 übernimmt nun die Stromführung
von der Funkenstrecke 7. A control command is used to switch on a current
the
Zum Unterbrechen des durch das Schaltelement 2 fliessenden
Stromes wird an den zweiten Eingang 13 der Antriebsanordnung
6 ein Steuersignal angelegt, das eine Ausschaltbewegung
auslöst. Der bewegliche Schaltkontakt 4 wird in seine Offenstellung
zurück bewegt.To interrupt the flowing through the
Die in der Fig. 2 gezeigte zweite Ausführungsform einer
erfindungsgemässen Stromschalteinrichtung 1 unterscheidet
sich vom ersten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 nur durch
eine andere Ausgestaltung der Antriebsanordnung 6. In den
Fig. 1 und 2 werden für sich entsprechende Bauteile
dieselben Bezugszeichen verwendet.The second embodiment shown in FIG
distinguishes
Die Antriebsanordnung 6 der Stromschalteinrichtung 1 gemäss
Fig. 2 weist einen elektromagnetischen Einschaltantrieb auf,
von dem in der Fig. 2 nur die Erregerspule 14 dargestellt
ist. Diese Erregerspule 14 ist in Serie zur Funkenstrecke 7
in den Parallelstrompfad 10 geschaltet und löst bei ihrer
Erregung eine Einschaltbewegung der Schaltstange 5 aus. Zur
Antriebsanordnung 6 gehört ferner eine zweite Erregerspule
15, die Teil eines im übrigen nicht näher dargestellten
elektromagnetischen Ausschaltantriebes bildet. Die Erregerspule
15 ist an eine Steuerschaltung 16 angeschlossen.
Anstelle des elektromagnetischen Ausschaltantriebes oder
zusätzlich zu diesem kann eine in der Fig. 2 gestrichelt
dargestellte mechanische Ausschalteinheit 17 vorgesehen
sein.The
Die Wirkungsweise der in der Fig. 2 gezeigten Stromschalteinrichtung 1 entspricht weitgehend der anhand der Ausführungsform gemäss Fig. 1 erläuterten Wirkungsweise.The mode of operation of the current switching device shown in FIG. 2 1 largely corresponds to that based on Embodiment according to FIG. 1 mode of operation explained.
Durch den nach dem Triggern der Funkenstrecke 7 im
Parallelstromkreis 10 der Stromschalteinrichtung 1
fliessenden Strom wird die Erregerspule 14 erregt, was zur
Folge hat, dass der bewegliche Schaltkontakt 4 des Schaltelementes
2 von der Offenstellung in die Schliessstellung
bewegt wird. Der Strom wird nun über das geschlossene
Schaltelement 2 geführt.By after triggering the
Zum Oeffnen des Schaltelementes 2 wird die Erregerspule 15
des Ausschaltantriebes von der Steuerschaltung 16 her
erregt. Der bewegliche Schaltkontakt 4 wird in seine Offenstellung
zurück bewegt. Bei der alternativen Ausführung mit
einer mechanischen Ausschalteinheit 17 dient diese zum
Oeffnen des Schaltelementes 2.In order to open the
Bei beiden beschriebenen Ausführungsformen erfolgt das
Einschalten des Stromes durch Triggern der Funkenstrecke 7,
was es erlaubt, den Zeitpunkt der Stromeinschaltung präzis
zu steuern. Der nach dem Triggern der Funkenstrecke 7 durch
den Parallelstromkreis 10 fliessende Strom wird zur Auslösung
und gegebenenfalls auch zur Durchführung des Einschaltvorganges
des Schaltelementes 2 herangezogen, welches
nach dem Schliessen die Stromführung übernimmt. Die Funkenstrecke
7 hat somit nur über eine kurze Zeit einen hohen
Strom zu führen.In both described embodiments, this is done
Switching on the current by triggering the
- 11
- StromschalteinrichtungPower switching device
- 22
- Schaltelementswitching element
- 33
- feststehender Schaltkontaktfixed switch contact
- 44
- beweglicher Schaltkontaktmovable switch contact
- 55
- Schaltstangeshift rod
- 66
- Antriebsanordnung drive arrangement
- 77
- Funkenstreckeradio link
- 88th
- GefässVessel
- 99
- TriggerimpulsgeneratorTrigger pulse generator
- 1010
- ParallelstrompfadParallel current path
- 1111
- Messwandlertransducers
- 1212
- erster Eingangfirst entrance
- 1313
- zweiter Eingangsecond entrance
- 1414
- Erregerspule des EinschaltantriebesExcitation coil of the closing drive
- 1515
- Erregerspule des AusschaltantriebesExcitation coil of the switch-off drive
- 1616
- Steuerschaltungcontrol circuit
- 1717
- mechanische Ausschalteinheitmechanical switch-off unit
Claims (10)
Priority Applications (3)
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EP02405495A EP1376633A1 (en) | 2002-06-17 | 2002-06-17 | Switching apparatus |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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