[go: up one dir, main page]

EP4091186A1 - Antriebseinheit zum antreiben von schaltkontakten eines hochspannungsleistungsschalters - Google Patents

Antriebseinheit zum antreiben von schaltkontakten eines hochspannungsleistungsschalters

Info

Publication number
EP4091186A1
EP4091186A1 EP21708137.1A EP21708137A EP4091186A1 EP 4091186 A1 EP4091186 A1 EP 4091186A1 EP 21708137 A EP21708137 A EP 21708137A EP 4091186 A1 EP4091186 A1 EP 4091186A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuating element
drive unit
axis
lever
coupling device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21708137.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander ROSE-PÖTZSCH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Energy Global GmbH and Co KG filed Critical Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Publication of EP4091186A1 publication Critical patent/EP4091186A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01H3/46—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using rod or lever linkage, e.g. toggle
    • 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
    • H01H33/42—Driving mechanisms
    • 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
    • H01H2033/024—Details particular to three-phase circuit breakers with a triangular setup of circuit breakers

Definitions

  • the invention is based on a drive unit for driving switching contacts of a high-voltage power switch, with (i) an actuating element, (ii) several actuating elements for setting the switching contacts, of which at least two actuating elements are arranged at a distance from one another with respect to an axis and ( iii) a mechanism, in particular lever mechanism, for transmitting a movement of the actuating element in corresponding movements of the
  • the mechanism at least one shaft rotatably mounted on the axis for transmitting the movement of the actuating element in the corresponding movement of at least one ge compared to the Actuating element in the axial direction of the axis be spaced apart actuating element comprises.
  • DE 102018 205 910 A1 shows a single-pole high-voltage circuit breaker in dead-tank design, with a switching unit, an on-resistance unit and a drive unit for driving switching contacts of the switching unit and the on-resistance unit.
  • the longitudinal axes of the switching unit and the switch-on resistor unit, on which the respective switching contacts also move, run at a distance from one another.
  • the drive unit has (i) an actuating element that can be moved axially with respect to a longitudinal axis of the switching unit, (ii) actuating elements arranged at a distance from one another with respect to a transverse axis for setting the switching contacts and a mechanism for transferring a movement of the actuating element into corresponding movements of the actuating elements.
  • the mechanism comprises at least one shaft rotatably mounted on the axis for transferring the movement of the actuating element into the corresponding movement of the actuating element, which is axially offset from the actuating element, for the switching contact of the switch-on resistance unit.
  • the document DE 19913 059 Al shows a high-voltage circuit breaker with three switch poles, each switch pole having at least one interrupter unit, the drivable switch contact can be actuated by a switching rod by means of a common switch drive in such a way that a time-delayed closing at least between the interrupter units of two during a switch-on process Scarf terpolen takes place, wherein at least the switching rod of a first switch pole is connected to the switch drive via a lever.
  • the object of the invention is karrun de to specify a drive unit with a shaft for the transmission of motion, in which the drive of the adjusting elements arranged at a distance from one another on the axis can be precisely synchronized.
  • this drive unit for driving switching contacts of a high-voltage circuit breaker, which (i) an actuating element, (ii) several actuating elements for setting the switching contacts, of which at least two actuating elements are arranged at a distance from one another with respect to an axis and (iii) a mechanism, in particular Lever mechanism for transmitting a movement of the actuating element in corresponding movements of the actuating elements, the mechanism comprising at least one shaft rotatably mounted on the axis for transmitting the movement of the actuating element into the corresponding movement of at least one actuating element spaced apart from the loading in the axial direction of the axis
  • this drive unit also has a compensating coupling device for compensating for a delay in the transmission of movement between at least two actuating elements which are spaced apart from one another with respect to the axis en adjusting elements has.
  • the mechanism has the compensating coupling element.
  • the compensating coupling device is used in particular as a push and / or pull rod. It "replaces" an otherwise used rigid coupling rod (push and / or pull rod).
  • the compensating coupling device has a spring arrangement with at least one spring element, in particular a plate spring. This spring element serves as a temporary energy store and ensures a delay in the transmission of energy or force.
  • the compensating coupling device has a different energy storage arrangement with at least one energy storage element.
  • the compensating coupling device furthermore has means for pretensioning the at least one spring element. These means are set up in particular to adjustably preload the at least one spring element.
  • the switch-on and switch-off movements can be variably set separately from one another.
  • spring elements with different spring constants are used and / or the spring path of the individual spring elements is specifically specified.
  • one of the adjusting elements is free of spacing with respect to the axis alignment of the axis with respect to the actuating element.
  • the compensating coupling device is arranged in a transmission path between the actuating element and the actuating element which is not spaced from the actuating element with respect to the axis.
  • the equalization / compensation therefore follows in this transmission path.
  • the mechanism designed as a lever mechanism has a main lever arranged on the shaft, which is coupled to the actuating element, and at least one further lever axially spaced apart from the main lever. These levers are usually used as reversing levers.
  • the actuating element, the main lever, the compensating coupling device and the actuating element which is axially free of spacing relative to the actuating element, are arranged in one plane.
  • the transmission path in this plane does not run axially over the shaft and can be implemented solely via a type of linkage.
  • the compensating coupling device is coupled directly to the main lever.
  • the main lever is designed as a two-sided lever.
  • the actuating element is coupled to one side and the compensating coupling device and the actuating element, which is axially free of spacing from the actuating element, is coupled to the other side.
  • a further embodiment of the invention provides that a lever - preferably used as a reversing lever - is arranged in the transmission path between the actuating element and the actuating element which is axially free of spacing relative to the actuating element.
  • the invention further relates to a high-voltage circuit breaker with at least two switch poles, in particular in a three-pole design, and an aforementioned drive unit for driving switching contacts of the high-voltage circuit breaker.
  • Fig. 1 shows a drive unit for driving Wegkon clocks of a high-voltage circuit breaker according to a preferred embodiment of the invention
  • FIG 5 shows a part of the high-voltage circuit breaker with the drive unit and the drive actuator.
  • FIG. 1 shows a drive unit 10 for driving switching contacts of a high-voltage circuit breaker 50, shown at least partially in FIG. 5, in a multi-pole design.
  • the drive unit 10 comprises an actuating element 12, a drive actuator 14 that drives the actuating element 12, several (in this example three) actuating elements 16, 18, 20 for setting the switching contacts and a mechanism 22 designed as a lever mechanism for transmitting a movement of the actuating element 12 in corresponding movements of the actuating elements 16, 18, 20.
  • Central elements of the mechanism 22 are a shaft 26 rotatably mounted on an axis 24 and a main lever 28 fixed or at least non-rotatably connected to this shaft 26. This main lever 28 is designed as a relative to the axis 24 bilateral lever formed.
  • the mechanism 22 also includes the mechanism 22, three levers 30, 32, 34 each assigned to one of the actuating elements 16, 18, 20, as well as a compensating coupling device 26 acting in the manner of a coupling rod, ie as a pull and / or push rod.
  • the actuating element 12 acts directly the main lever 28, more precisely on one side of the main lever 28.
  • the three levers 30, 32, 34 function in the drive unit 10 as a reversing lever.
  • One of the adjusting elements 16 is not at any distance from the main lever 28 with respect to the axis alignment of the axis 24.
  • the actuating element 12, the main lever 28, the compensating device 36 and this relative to the actuating element 12 and the main lever axially spaced-free adjusting element 16 are arranged in a plane perpendicular to the axis 24.
  • the movement is transmitted between the actuating element 12 and this adjusting element 16 via a pure linkage arrangement and not via the shaft 26.
  • the corresponding Ge linkage arrangement is formed by the main lever 28, the compensating coupling device 26 and one of the three levers 30.
  • the other two of the three levers 32, 34 are arranged axially spaced apart with respect to the main lever 28 on the shaft 26 and are fixedly or at least rotationally fixedly connected to it.
  • the actuating elements 18, 20, which are assigned to these levers 32, 34 (hereinafter referred to as “the other actuating elements") are also arranged axially spaced with respect to the main lever 28.
  • all three actuating elements 16, 18, 20 for setting the switching contacts are arranged spaced apart from one another with respect to the axis 24, one of the actuating elements 16 being no distance from the actuating element 12 with respect to the axis 24 and the other actuating elements 18, 20 and their associated ones Lever 32, 34 with respect to the axial alignment of the Ach se 24 to the right and left of said plane with the main lever 28 are arranged.
  • the distance between the other whille elements 18, 20 and their associated levers 32, 34 is the same in the previous example (in terms of amount).
  • the compensating coupling device 36 now serves to compensate for a delay in the transmission of motion between the one actuating element 16, which is more directly controlled via the linkage arrangement, and the other actuating elements 18, 20, which are actuated slightly delayed via the shaft 26 due to the inertia-induced torsion a spring assembly 38 with at least one Federele element (here in the example two disc springs). This serves as a temporary energy store and ensures a delay in the energy or force transmission to the one
  • the compensating coupling device 36 is used here as a coupling rod (push and / or pull rod) and "it sets" an otherwise rigid one Coupling rod.
  • the compensating coupling device 36 consists of two rod parts which are arranged one behind the other on a common axis and which are coupled via the spring arrangement 38.
  • the two spring elements 42 designed as disc springs are threaded onto a pin-like axle element 40 of one rod part, with a part of a cage 44 of the other rod part extending over one spring element 42 being arranged between the two spring elements 42.
  • the compensating coupling device 36 has means for pretensioning at least one of the spring elements 42. These means are in particular directed to pretension the spring elements 42 in an adjustable manner. In the present case, these funds are particularly easy to design.
  • the pin-like axle element 40 has an external thread de, which together with at least one nut or other counter element forms a screw connection 46 via which the spring elements 42 can be adjustably preloaded.
  • Fig. 2 shows the drive unit 10 in a Thomasdar position, in which the sectional plane is the mentioned plane in which the actuating element 12, the main lever 28, the equal coupling device 36 and the opposite to the Actuate transmission element 12 and the main lever axially free Stel lelement 16 are arranged.
  • Fig. 3 shows details of the compensating coupling device 36.
  • the compensating coupling device 36 is used in the linkage arrangement as a coupling rod.
  • the two rod parts which are arranged one behind the other on the common axis and which are coupled via the spring arrangement 38 can also be clearly seen.
  • the two spring elements 42 are arranged on the pin-like axle element 40 of one rod part, one element of the other rod part being arranged between the two spring elements 42.
  • the screw connection 46 formed by the pin-like axle element 40 with its external thread and nuts is clearly visible.
  • FIG. 4 shows the drive unit 10 together with a large part of the drive actuator 14 designed as a spring-loaded drive in a side view.
  • FIG. 5 shows the drive unit 10 and the drive actuator 14 at one end of the switching unit 48 of the corresponding high-voltage circuit breaker 50. In the present case, this has a dead tank design.
  • the force of the drive actuator 14 on the main lever 28 causes the shaft 26 to rotate.
  • lever 30 - for example via a rigid coupling device - is coupled directly to the main lever 28, there is a direct transmission of force here.
  • the force of the spring-loaded drive is delayed due to the angle of rotation of the shaft 26.
  • the levers 30, 32, 34 are moved with different starting points or speeds, which leads to a different galvanic contact time of the different poles.
  • a coupling is used, which reacts with a delay to the force of the spring accumulator. This coupling is formed by the compensating coupling device 36.
  • the coupling 36 is decoupled by spring elements 42 (here cup springs). Any delay, in particular in the millisecond range (ms range), can thus be generated by the spring travel and the subsequent block of the spring elements 42. This is in

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit (10) zum Antreiben von Schaltkontakten eines Hochspannungsleistungsschalters (50), mit einem Betätigungselement (12), mehreren Stellelementen (16, 18, 20) zum Stellen der Schaltkontakte, von denen zumindest zwei Stellelemente (16, 18, 20) bezüglich einer Achse (24) beabstanded zueinander angeordnet sind und einer Mechanik (22), insbesondere Hebelmechanik, zur Übertragung einer Bewegung des Betätigungselements (12) in entsprechende Bewegungen der Stellelemente (16, 18, 20), wobei die Mechanik (22) mindestens eine auf der Achse (24) drehbar gelagerte Welle (26) zur Übertragung der Bewegung des Betätigungselements (12) in die entsprechende Bewegung mindestens eines gegenüber dem Betätigungselement (12) in Achsrichtung der Achse (24) beabstanded angeordneten Stellelements (18, 20) umfasst. Es ist vorgesehen, dass die Antriebseinheit (10) weiterhin eine Ausgleichskoppeleinrichtung (36) zur Kompensation einer Verzögerung der Bewegungsübertragung zwischen zumindest zwei Stellelementen (16, 18, 20) der bezüglich der Achse (24) beabstanded zueinander angeordneten Stellelementen (16, 18, 20) aufweist.

Description

Beschreibung
Antriebseinheit zum Antreiben von Schaltkontakten eines Hoch spannungsleistungsschalters
Die Erfindung geht aus von einer Antriebseinheit zum Antrei ben von Schaltkontakten eines Hochspannungsleistungsschal ters, mit (i) einem Betätigungselement, (ii) mehreren Stel lelementen zum Stellen der Schaltkontakte, von denen zumin dest zwei Stellelemente bezüglich einer Achse beabstanded zu einander angeordnet sind und (iii) einer Mechanik, insbeson dere Hebelmechanik, zur Übertragung einer Bewegung des Betä tigungselements in entsprechende Bewegungen der Stellelemen te, wobei die Mechanik mindestens eine auf der Achse drehbar gelagerte Welle zur Übertragung der Bewegung des Betätigungs elements in die entsprechende Bewegung mindestens eines ge genüber dem Betätigungselement in Achsrichtung der Achse be abstanded angeordneten Stellelements umfasst.
Die DE 102018 205 910 Al zeigt einen einpoligen Hochspan nungsleistungsschalter in Dead-Tank-Bauform, mit einer Schalteinheit, einer Einschaltwiderstandseinheit und einer Antriebseinheit zum Antreiben von Schaltkontakten der Schalt einheit und der Einschaltwiderstandseinheit. Die Längsachsen der Schalteinheit und der Einschaltwiderstandseinheit, auf denen sich auch die jeweiligen Schaltkontakte bewegen, ver laufen beabstanded zu einander. Die Antriebseinheit weist (i) ein bezüglich einer Längsachse der Schalteinheit axial beweg bares Betätigungselement, (ii) bezüglich einer Querachse be abstanded zueinander angeordnete Stellelemente zum Stellen der Schaltkontakte und eine Mechanik zur Übertragung einer Bewegung des Betätigungselements in entsprechende Bewegungen der Stellelemente auf. Die Mechanik umfasst dabei mindestens eine auf der Achse drehbar gelagerte Welle zur Übertragung der Bewegung des Betätigungselements in die entsprechende Be wegung des gegenüber dem Betätigungselement achsversetzt an geordneten Stellelements für den Schaltkontakt der Einschalt widerstandseinheit. Die Bewegung des in diesem Dokument nicht unmittelbar gezeigten Schaltkontakts der Schalteinheit wird beispielsweise über ein starres Zwischenelement direkt aus der Bewegung des Betätigungselements erzeugt. Bei derartigen Anwendungen ist es jedoch nicht so kritisch, wenn das Schal ten der Schaltelemente nicht präzise zur gleichen Zeit oder mit einer wohldefinierten Verzögerung erfolgt.
Die Schaltbewegungen beim Antrieb der Schaltkontakte eines Hochspannungsleistungsschalters sind sehr schnell. Daher kommt es bei dem Einsetzen der Schaltbewegung zu plötzlich eintretenden Kräften und daraus resultierend zu sehr hohen Beschleunigungen. Bei der Bewegungsübertragung über die Dre hung einer Welle oder einem ähnlichen Bauelement ergibt sich das Problem, dass die Trägheit zu einer Torsion der Welle führt, sodass bei einer Bewegungsübertragung über einen Ab schnitt der Welle hinweg in Abhängigkeit von der Länge des Abschnitts zu einer Verzögerung der Bewegungsübertragung kommt. Dies ist bei einem Hochspannungsleistungsschalter in mehrpoliger Ausführung, bei dem über eine derartige Antriebs einheit beispielsweise die Schaltkontakte der Unterbrecher einheiten der einzelnen Pole geschaltet werden, wesentlich kritischer .
Die Druckschrift DE 19913 059 Al zeigt einen Hochspannungs leistungsschalter mit drei Schalterpolen, wobei jeder Schal terpol mindestens eine Unterbrechereinheit aufweist, deren antreibbarer Schaltkontakt durch eine Schaltstange mittels eines gemeinsamen Schalterantriebes derart betätigbar ist, dass bei einem Einschaltvorgang ein zeitverzögertes Schließen zumindest zwischen den Unterbrechereinheiten von zwei Schal terpolen erfolgt, wobei mindestens die Schaltstange eines ersten Schalterpoles über einen Hebel mit dem Schalterantrieb in Verbindung steht. Um beim Einschaltvorgang ein zeitverzö gertes Schließen der Unterbrechereinheit eines Schalterpoles oder der Unterbrechereinheiten von Schalterpol zu Schalterpol zu erzielen, wird dabei ausschließlich die Schaltstange des zweiten und/oder dritten Schalterpoles mit dem Schalteran trieb mittels bei einem Einschaltvorgang komprimierbarer Fe- derelemente verbunden sind, welche nach der Kontaktgabe ex pandieren.
Ausgehend von der erwähnten Trägheitsproblematik in Zusammen hang mit einer Welle liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun de, eine Antriebseinheit mit Welle zur Bewegungsübertragung anzugeben, bei der der Antrieb der bezüglich der auf der Ach se beabstanded zueinander angeordneten Stellelemente präzise synchronisiert werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unab hängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei der erfindungsgemäßen Antriebseinheit zum Antreiben von Schaltkontakten eines Hochspannungsleistungsschalters, welche (i) ein Betätigungselement, (ii) mehrere Stellelemente zum Stellen der Schaltkontakte, von denen zumindest zwei Stel lelemente bezüglich einer Achse beabstanded zueinander ange ordnet sind und (iii) eine Mechanik, insbesondere Hebelmecha nik, zur Übertragung einer Bewegung des Betätigungselements in entsprechende Bewegungen der Stellelemente umfasst, wobei die Mechanik mindestens eine auf der Achse drehbar gelagerte Welle zur Übertragung der Bewegung des Betätigungselements in die entsprechende Bewegung mindestens eines gegenüber dem Be tätigungselement in Achsrichtung der Achse beabstanded ange ordneten Stellelements umfasst, ist vorgesehen, dass diese Antriebseinheit weiterhin eine Ausgleichskoppeleinrichtung zur Kompensation einer Verzögerung der Bewegungsübertragung zwischen zumindest zwei Stellelementen der bezüglich der Ach se beabstanded zueinander angeordneten Stellelementen auf weist. Dabei weist insbesondere die Mechanik das Ausgleichs koppelelement auf.
Die Ausgleichskoppeleinrichtung wird insbesondere als Schub- und/oder Zugstange eingesetzt. Sie „ersetzt" also eine sonst eingesetzte starre Koppelstange (Schub- und/oder Zugstange). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Ausgleichskoppeleinrichtung eine Federanordnung mit min destens einem Federelement, insbesondere einer Tellerfeder, auf. Dieses Federelement dient als temporärer Energiespeicher und sorgt für eine Verzögerung bei der Energie- bzw. Kraft übertragung. Alternativ weist die Ausgleichskoppeleinrichtung eine andere Energiespeicher-Anordnung mit mindestens einem Energiespeicherelement auf.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Ausgleichskoppe leinrichtung weiterhin Mittel zum Vorspannen des mindestens einen Federelements aufweist. Diese Mittel sind insbesondere eingerichtet, das mindestens eine Federelement einstellbar vorzuspannen.
Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, dass mit einer vorge wählten Anzahl und/oder Form der Federelemente bzw. Energie speicherelemente verschiedene Verzögerungen erreicht werden können. Somit ist eine variable Einstellung der Bewegungsver läufe möglich. Unter anderem auch, die Einschalt- und Aus- schaltbewegungen getrennt voneinander variabel einstellbar zu gestalten. Dazu werden beispielsweise Federelemente mit un terschiedlicher Federkonstante verwendet und/oder der Feder weg der einzelnen Federelemente gezielt vorgegeben.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung ist eines der Stellelemente bezüglich der Achsausrich- tung der Achse abstandsfrei gegenüber dem Betätigungselement. Bei der Bewegungsübertragung zu diesem Stellelement kommt es also nicht zu der Torsions- bzw. Trägheitsproblematik in Zu sammenhang mit der Welle.
Bei dieser Ausgestaltung ist insbesondere vorgesehen, dass die Ausgleichskoppeleinrichtung in einem Übertragungspfad zwischen dem Betätigungselement und dem Stellelement angeord net ist, das bezüglich der Achse keinen Abstand gegenüber dem Betätigungselement aufweist. In diesem Übertragungspfad er folgt also der Ausgleich/die Kompensation. Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Er findung weist die als Hebelmechanik ausgebildete Mechanik ei nen auf der Welle angeordneten Haupthebel, der an das Betäti gungselement gekoppelt ist, und mindestens einen bezüglich des Haupthebels axial beabstandeten weiteren Hebel auf. Diese Hebel werden in der Regel als Umlenkhebel genutzt.
Dabei ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Betätigungsele ment, der Haupthebel, die Ausgleichskoppeleinrichtung und das gegenüber dem Betätigungselement axial abstandsfreie Stel lelement in einer Ebene angeordnet sind. Der Übertragungspfad in dieser Ebene verläuft nicht axial über die Welle und kann alleine über eine Art Gestänge realisiert sein.
Im Zusammenhang mit der besagten Hebelmechanik-Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Ausgleichskoppeleinrichtung direkt an den Haupthebel gekoppelt ist.
Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Haupthebel als zweiseitiger Hebel ausgebildet ist. Bevorzugt ist das Betäti gungselement an die eine Seite und die Ausgleichskoppelein richtung und das gegenüber dem Betätigungselement axial ab standsfreie Stellelement an die andere Seite gekoppelt.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass in dem Übertragungspfad zwischen dem Betätigungselement und dem gegenüber dem Betätigungselement axial abstandsfreien Stel lelement weiterhin ein - vorzugsweise als Umlenkhebel genutz ter - Hebel angeordnet ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Hochspannungsleis tungsschalter mit wenigstens zwei Schalterpolen, insbesondere in dreipoliger Ausführung, und einer vorstehend genannten An triebseinheit zum Antreiben von Schaltkontakten des Hochspan nungsleistungsschalters . Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbei spiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu tert wird. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Antriebseinheit zum Antreiben von Schaltkon takten eines Hochspannungsleistungsschalters gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung,
Fig. 2 die Antriebseinheit in einer Schnittdarstellung, bei der die Schnittebene durch eine Ausgleichskop peleinrichtung der Antriebseinheit geht,
Fig. 3 Details der Ausgleichskoppeleinrichtung,
Fig. 4 die Antriebseinheit und einen Antriebsaktor und
Fig. 5 einen Teil des Hochspannungsleistungsschalters mit der Antriebseinheit und dem Antriebsaktor.
Die Fig. 1 zeigt eine Antriebseinheit 10 zum Antreiben von Schaltkontakten eines in Fig. 5 zumindest teilweise gezeigten Hochspannungsleistungsschalters 50 in mehrpoliger Ausführung.
Die Antriebseinheit 10 umfasst ein Betätigungselement 12, ei nen das Betätigungselement 12 antreibenden Antriebsaktor 14, mehrere (hier im Beispiel drei) Stellelemente 16, 18, 20 zum Stellen der Schaltkontakte sowie eine als Hebelmechanik aus gebildete Mechanik 22 zur Übertragung einer Bewegung des Be tätigungselements 12 in entsprechende Bewegungen der Stel lelemente 16, 18, 20. Zentrale Elemente der Mechanik 22 sind eine auf einer Achse 24 drehbar gelagerte Welle 26 und ein mit dieser Welle 26 fest oder zumindest drehfest verbundener Haupthebel 28. Dieser Haupthebel 28 ist als ein bezüglich der Achse 24 zweiseitiger Hebel ausgebildet. Weiterhin umfasst die Mechanik 22 drei Hebel 30, 32, 34 die je einem der Stel lelemente 16, 18, 20 zugeordnet sind, sowie eine in Art einer Koppelstange, also als Zug- und/oder Schubstange, wirkende Ausgleichskoppeleinrichtung 26. Das Betätigungselement 12 wirkt unmittelbar auf den Haupthebel 28, genauer gesagt auf eine Seite des Haupthebels 28. Die drei Hebel 30, 32, 34 fun gieren in der Antriebseinheit 10 als Umlenkhebel.
Eines der Stellelemente 16 weist bezüglich der Achsausrich- tung der Achse 24 keinen Abstand zum Haupthebel 28 auf. Das Betätigungselement 12, der Haupthebel 28, die Ausgleichskop peleinrichtung 36 und dieses gegenüber dem Betätigungselement 12 und dem Haupthebel axial abstandsfreie Stellelement 16 sind in einer Ebene senkrecht zur Achse 24 angeordnet. Dabei erfolgt die Bewegungsübertragung zwischen dem Betätigungsele ment 12 und diesem Stellelement 16 über eine reine Gestänge anordnung und nicht über die Welle 26. Die entsprechende Ge stängeanordnung wird von dem Haupthebel 28, der Ausgleichs koppeleinrichtung 26 und einem der drei Hebel 30 gebildet.
Die beiden anderen der drei Hebel 32, 34 sind bezüglich des Haupthebels 28 axial beabstandet auf der Welle 26 angeordnet und mit dieser fest oder zumindest drehfest verbunden. Die Stellelemente 18, 20, die diesen Hebeln 32, 34 zugeordnet sind (im Folgenden „die anderen Stellelemente genannt"), sind bezüglich des Haupthebels 28 ebenfalls axial beabstandet an geordnet.
Somit sind alle drei Stellelemente 16, 18, 20 zum Stellen der Schaltkontakte bezüglich der Achse 24 beabstanded voneinander angeordnet, wobei das eine der Stellelemente 16 bezüglich der Achse 24 keinen Abstand gegenüber dem Betätigungselement 12 aufweist und die anderen Stellelemente 18, 20 sowie deren zu geordnete Hebel 32, 34 bezüglich der Achsausrichtung der Ach se 24 rechts und links von der besagten Ebene mit dem Haupt hebel 28 angeordnet sind. Der Abstand der anderen Stellele mente 18, 20 sowie deren zugeordnete Hebel 32, 34 ist im vor liegenden Beispiel (betraglich) gleich. Die Ausgleichskoppeleinrichtung 36 dient nun zur Kompensation einer Verzögerung der Bewegungsübertragung zwischen dem über die Gestängeanordnung eher direkt angesteuerten einen Stel lelement 16 und den über die Welle 26 -aufgrund der träg heitsbedingten Torsion- leicht verzögert angesteuerten ande ren Stellelementen 18, 20. Die Ausgleichskoppeleinrichtung 36 weist eine Federanordnung 38 mit mindestens einem Federele ment (hier im Beispiel zwei Tellerfedern) auf. Diese dient als temporärer Energiespeicher und sorgt für eine Verzögerung bei der Energie- bzw. Kraftübertragung auf das eine Stellele ment 16. Die Ausgleichskoppeleinrichtung 36 wird hier als Koppelstange (Schub- und/oder Zugstange) eingesetzt und „er setzt" also eine sonst eingesetzte starre Koppelstange.
Die Ausgleichskoppeleinrichtung 36 besteht aus zwei auf einer gemeinsamen Achse hintereinander angeordneten Stangenteilen, die über die Federanordnung 38 gekoppelt sind. Auf ein stift artiges Achselement 40 des einen Stangenteils sind die beiden als Tellerfedern ausgebildeten Federelemente 42 aufgefädelt, wobei zwischen den beiden Federelementen 42 ein Teil eines das eine Federelement 42 übergreifenden Käfigs 44 des anderen Stangenteils angeordnet ist. Weiterhin weist die Ausgleichs koppeleinrichtung 36 Mittel zum Vorspannen mindestens eines der Federelemente 42 auf. Diese Mittel sind insbesondere ein gerichtet, die Federelemente 42 einstellbar vorzuspannen. Im vorliegenden Fall sind diese Mittel besonders einfach ausge staltet. Das stiftartige Achselement 40 weist ein Außengewin de auf, was zusammen mit mindestens einer Mutter oder einem sonstigen Gegenelement eine Verschraubung 46 bildet, über die die Federelemente 42 einstellbar vorgespannt werden können.
Die Fig. 2 zeigt die Antriebseinheit 10 in einer Schnittdar stellung, bei der die Schnittebene die erwähnte Ebene ist, in der das Betätigungselement 12, der Haupthebel 28, die Aus gleichskoppeleinrichtung 36 und das gegenüber dem Betäti gungselement 12 und dem Haupthebel axial abstandsfreie Stel lelement 16 angeordnet sind. Fig. 3 zeigt Details der Ausgleichskoppeleinrichtung 36. In dieser Darstellung wird noch einmal deutlich, dass die Aus gleichskoppeleinrichtung 36 in der Gestängeanordnung als Kop pelstange eingesetzt wird. Gut erkennbar sind weiterhin die zwei auf der gemeinsamen Achse hintereinander angeordneten Stangenteilen, die über die Federanordnung 38 gekoppelt sind. Auf dem stiftartigen Achselement 40 des einen Stangenteils sind die beiden Federelemente 42 angeordnet, wobei zwischen den beiden Federelemente 42 ein Element des anderen Stangen teils angeordnet ist. Weiterhin ist die von dem stiftartigen Achselement 40 mit seinem Außengewinde und den Muttern gebil dete Verschraubung 46 gut sichtbar.
Die Fig. 4 zeigt die Antriebseinheit 10 zusammen mit einem Großteil des als Federspeicherantrieb ausgebildeten Antriebs aktors 14 in einer Seitenansicht.
Die Fig. 5 zeigt schließlich die Antriebseinheit 10 und den Antriebsaktor 14 an einem Ende der Schalteinheit 48 des ent sprechenden Hochspannungsleistungsschalters 50. Dieser weist im vorliegenden Fall eine Dead-Tank-Bauform auf.
Im Folgenden sollen wichtige Merkmale der Erfindung anhand der gezeigten Ausführungsform noch einmal mit anderen Worten diskutiert werden.
Durch die Krafteinwirkung des Antriebsaktors 14 am Haupthebel 28 wird die Welle 26 in eine Rotationsbewegung gebracht.
Durch die hohen Kräfte und Geschwindigkeiten kommt es an den Hebeln 32, 34 an den Enden der Welle 26 zu einem Verdrehwin kel hervorgerufen durch das Trägheitsmoment der Welle 26.
Wird der Hebel 30 - beispielsweise über eine starre Koppe leinrichtung - direkt an den Haupthebel 28 gekoppelt, gibt es hier eine direkte Kraftweiterleitung. Bei den anderen Hebeln 32, 34 erfolgt die Krafteinwirkung des Federspeicherantriebs verzögert auf Grund des Verdrehwinkels der Welle 26. Somit werden die Hebel 30, 32, 34 mit unterschiedlichen Startpunk ten bzw. Geschwindigkeiten bewegt, was zu einer unterschied lichen galvanischen KontaktZeitpunkt der verschiedenen Pole führt.
Um die Problematik zu lösen, wird anstatt einer starren Kop pel, eine Koppel verwendet, die verzögert auf die Kraftein wirkung des Federspeichers reagiert. Diese Koppel wird von der Ausgleichskoppeleinrichtung 36 gebildet.
Je nach Verdrehwinkel der Welle 26 wird die Koppel 36 durch Federelemente 42(hier Tellerfedern) entkoppelt. Durch den Fe derweg und den darauf folgenden Block der Federelemente 42 kann somit eine beliebige Verzögerung, insbesondere im Milli- sekunden-Bereich (ms Bereich) erzeugt werden. Diese ist in
AUS und EIN Richtung oder auch nur AUS bzw. EIN möglich. So mit kann das verzögerte Ansprechverhalten der Hebel 32, 34 mit dem Ansprechverhalten des Hebels 30 synchronisiert wer den.

Claims

Patentansprüche
1. Antriebseinheit (10) zum Antreiben von Schaltkontakten ei nes Hochspannungsleistungsschalters (50), mit einem Betätigungselement (12), mehreren Stellelementen (16, 18, 20) zum Stellen der
Schaltkontakte, von denen zumindest zwei Stellelemente (16, 18, 20) bezüglich einer Achse (24) beabstanded zueinander an geordnet sind und einer Mechanik (22), insbesondere Hebelmechanik, zur Übertragung einer Bewegung des Betätigungselements (12) in entsprechende Bewegungen der Stellelemente (16, 18, 20), wo bei die Mechanik (22) mindestens eine auf der Achse (24) drehbar gelagerte Welle (26) zur Übertragung der Bewegung des Betätigungselements (12) in die entsprechende Bewegung min destens eines gegenüber dem Betätigungselement (12) in Achs- richtung der Achse (24) beabstanded angeordneten Stellele ments (18, 20) umfasst, gekennzeichnet durch eine Ausgleichskoppeleinrichtung (36) zur Kompensation einer Verzögerung der Bewegungsübertragung zwischen zumindest zwei Stellelementen (16, 18, 20) der bezüglich der Achse (24) be abstanded zueinander angeordneten Stellelementen (16, 18,
20).
2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichskoppeleinrichtung (36) eine Federanordnung (38) mit mindestens einem Federelement (42) aufweist.
3. Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichskoppeleinrichtung (36) Mittel (46) zum Vorspan nen des mindestens einen Federelements (42) aufweist.
4. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Stellelemente (16) bezüglich der Achse (24) keinen Abstand gegenüber dem Betätigungselement (12) aufweist.
5. Antriebseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichskoppeleinrichtung (36) in einem Übertragungs pfad zwischen dem Betätigungselement (12) und dem Stellele mente (16) angeordnet ist, das bezüglich der Achse (24) kei nen Abstand gegenüber dem Betätigungselement (12) aufweist.
6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die als Hebelmechanik ausgebildete Mechanik (22)
- einen auf der Welle (26) angeordneten Haupthebel (28), der an das Betätigungselement (12) gekoppelt ist, und
- mindestens einen bezüglich des Haupthebels (28) axial be- abstandeten weiteren Hebel (32, 34) aufweist.
7. Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (12), der Haupthebel (28), die Aus gleichskoppeleinrichtung (36) und das gegenüber dem Betäti gungselement (12) axial abstandsfreie Stellelement (16) in einer Ebene angeordnet sind.
8. Antriebseinheit nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichskoppeleinrichtung (36) direkt an den Haupthebel (28) gekoppelt ist.
9. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Haupthebel (28) als zweiseitiger Hebel ausgebildet ist.
10. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Übertragungspfad zwischen dem Betätigungselement (12) und dem gegenüber dem Betätigungselement (12) axial abstands- freien Stellelement (16) weiterhin ein Hebel (30) angeordnet ist.
5
EP21708137.1A 2020-03-02 2021-02-11 Antriebseinheit zum antreiben von schaltkontakten eines hochspannungsleistungsschalters Pending EP4091186A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020202640.8A DE102020202640A1 (de) 2020-03-02 2020-03-02 Antriebseinheit zum Antreiben von Schaltkontakten eines Hochspannungsleistungsschalters
PCT/EP2021/053282 WO2021175554A1 (de) 2020-03-02 2021-02-11 Antriebseinheit zum antreiben von schaltkontakten eines hochspannungsleistungsschalters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4091186A1 true EP4091186A1 (de) 2022-11-23

Family

ID=74758747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21708137.1A Pending EP4091186A1 (de) 2020-03-02 2021-02-11 Antriebseinheit zum antreiben von schaltkontakten eines hochspannungsleistungsschalters

Country Status (6)

Country Link
US (1) US12100567B2 (de)
EP (1) EP4091186A1 (de)
KR (1) KR102774923B1 (de)
CN (1) CN115210838A (de)
DE (1) DE102020202640A1 (de)
WO (1) WO2021175554A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20250052830A (ko) * 2023-10-12 2025-04-21 엘에스일렉트릭(주) 보조접점 스위치를 갖는 고압 스위치

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19913059C2 (de) 1999-03-17 2001-02-15 Siemens Ag Hochspannungsleistungsschalter, insbesondere in dreipoliger Ausführung
DE50111737D1 (de) * 2001-08-15 2007-02-08 Abb Schweiz Ag Schaltgerät
KR200420983Y1 (ko) 2006-04-26 2006-07-07 주식회사 비츠로시스 가스절연개폐장치의 진공차단기 링크구조
DE102012015650A1 (de) * 2012-08-09 2014-02-13 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Hallstadt Antriebsanordnung für die Verstellung einer Klappe eines Kraftfahrzeugs
DE102016205051B4 (de) 2016-03-24 2019-09-12 Siemens Aktiengesellschaft Leistungsschalter
DE102016205011B4 (de) 2016-03-24 2025-03-27 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Leistungsschalter
DE102016218683B4 (de) * 2016-09-28 2018-04-05 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung und Verfahren zum Schalten von Hochspannungen
DE102018205910A1 (de) 2018-04-18 2019-10-24 Siemens Aktiengesellschaft Hochspannungsleistungsschalter mit Einschaltwiderstandsanordnung sowie Koppeleinrichtung
DE102019204443A1 (de) * 2019-03-29 2020-10-01 Siemens Aktiengesellschaft Stromunterbrechersystem

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021175554A1 (de) 2021-09-10
KR20220143950A (ko) 2022-10-25
US20230109652A1 (en) 2023-04-06
CN115210838A (zh) 2022-10-18
KR102774923B1 (ko) 2025-03-04
US12100567B2 (en) 2024-09-24
DE102020202640A1 (de) 2021-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010015051B4 (de) Mechanischer Schaltkontakt
DE102015200135A1 (de) Kopplungsglied für ein elektrisches Schaltgerät,insbesondere eine Vakuumschaltröhre
EP2846339B1 (de) Rotor für einen elektrischen Schalter
DE102016208274A1 (de) Kopplungsglied für ein elektrisches Schaltgerät
EP2446455A2 (de) Hochspannungsanordnung
DE102014102875B4 (de) Betätigungsvorrichtung zum Betätigen einer Vakuumschaltröhre, Schaltvorrichtung mit einer solchen Betätigungsvorrichtung sowie Laststufenschalter mit einer solchen Schaltvorrichtung
DE1087213B (de) Elektrischer Kippschalter mit Druckkontakten fuer langsame Betaetigung
EP4091186A1 (de) Antriebseinheit zum antreiben von schaltkontakten eines hochspannungsleistungsschalters
WO2002041346A1 (de) Kontaktanordnung für strombegrenzende schutzschalter
DE3906786C2 (de)
EP1360709A1 (de) Schaltkontaktanordnung
DE3602122C2 (de) Sicherungsautomat
EP2575153B1 (de) Schalterpoleinheit
DE102016208270A1 (de) Kopplungsglied für ein elektrisches Schaltgerät mit Impulsmasseelement
WO2002041439A1 (de) Kontaktanordnung für strombegrenzende schutzschalter
DE69516790T2 (de) Mittelspannungsschalter oder Schutzschalter
DE2923019C2 (de) Hochspannungsschalter
EP0586733B1 (de) Sprungantrieb für elektrische Schalter
DE19813177C1 (de) Elektrischer Schalter
DE102006051424B4 (de) Schlossmechanismus für elektrisches Gerät
DE10054554B4 (de) Hochspannungs-Leistungsschalter mit mehreren Schaltpolen
DE2252004A1 (de) Elektrischer schalter
EP1334504A1 (de) Kontaktanordnung für strombegrenzende schutzschalter
DE202005015448U1 (de) Elektromagnetisches Schaltgerät
DE102020211951B4 (de) Kurzschluss-Schalteinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220817

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20240912

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20251117