(19)
(11)EP 3 284 097 B1

(12)EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45)Hinweis auf die Patenterteilung:
26.06.2019  Patentblatt  2019/26

(21)Anmeldenummer: 16726294.8

(22)Anmeldetag:  19.05.2016
(51)Internationale Patentklassifikation (IPC): 
H01H 31/00(2006.01)
H01H 31/32(2006.01)
(86)Internationale Anmeldenummer:
PCT/EP2016/061285
(87)Internationale Veröffentlichungsnummer:
WO 2016/202521 (22.12.2016 Gazette  2016/51)

(54)

SCHNELL SCHLIESSENDES SCHALTELEMENT

QUICKLY CLOSING SWITCH ELEMENT

ÉLÉMENT DE COMMUTATION À FERMETURE RAPIDE


(84)Benannte Vertragsstaaten:
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

(30)Priorität: 16.06.2015 DE 102015211030

(43)Veröffentlichungstag der Anmeldung:
21.02.2018  Patentblatt  2018/08

(73)Patentinhaber: Siemens Aktiengesellschaft
80333 München (DE)

(72)Erfinder:
  • SCHMIDT, Werner
    09117 Chemnitz (DE)
  • BÖTTCHER, Martin
    10587 Berlin (DE)
  • FREUNDT, Karsten
    14612 Falkensee (DE)
  • LECHELER, Stefan
    12277 Berlin (DE)
  • ERLWEIN, Thomas
    91330 Eggolsheim (DE)
  • GONZALEZ, Sarai
    40479 Düsseldorf (DE)
  • HEINRICHS, Christian
    09131 Chemnitz (DE)
  • POHLMANN, Dorothea
    63263 Neu-Isenburg (DE)


(56)Entgegenhaltungen: : 
EP-A2- 2 677 530
DE-A1- 2 211 463
  
      
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft ein schnell schließendes Schaltelement, insbesondere einen schnell schließenden Erdungsschalter, insbesondere zur Verwendung in Niederspannungsanlagen, Mittelspannungsanlagen oder Hochspannungsanlagen.

    [0002] Die DE2211463A1 offenbart einen Erder für einen Hochspannungsleiter, der mit einem Isoliergas isoliert ist.

    [0003] Aus der US 2010219162 A1 ist ein Schalter bekannt, der einen chemischen Gasgenerator einsetzt, um den beweglichen Kontakt des Schalters zu bewegen.

    [0004] Ein Nachteil beim Einsatz chemischer Gasreaktoren besteht in der Verwendung von reaktiven Treibsätzen, die einer Alterung unterliegen und somit eine entsprechende regelmäßige Wartung erfordern.

    [0005] Ein weiterer Nachteil der chemischen Gasreaktoren besteht darin, dass die Antriebskraft erst durch die Reaktion der chemischen Stoffe, also der reaktiven Treibsätze, aufgebaut werden muss bevor der bewegliche Kontakt beschleunigt werden kann.

    [0006] Um eine statistische ungewollte Durchschlagsentladung und so einen ungewollten Kurzschluss zu vermeiden, offenbaren die US 2010219162 A1 und die WO 10022938 A1 die Verwendung von zwei getrennten Vakua, die im Schaltfall beide durch den beweglichen Kontakt zu überbrücken sind.

    [0007] Nachteilig ist dabei insbesondere die kostenaufwendige doppelte Ausführung der Vakuumkammer und die damit verbundenen langen Schaltwege, die das bewegliche Schaltstück zurücklegen muss, und damit auch längere Schaltzeiten.

    [0008] Außerdem nachteilig ist, dass die im Schaltfall verbundenen Vakua nicht einfach wieder getrennt und der Schalter erneut genutzt werden kann, selbst wenn der chemische Gasgenerator erneuert worden ist.

    [0009] Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen verbesserten schnell schaltenden Schalter bereitzustellen, der sowohl schneller schaltet oder zumindest schnell schaltet, als auch im Vergleich zum Stand der Technik kostengünstig produziert werden kann, als auch wartungsärmer ist als Schalter aus dem Stand der Technik, als auch nach einem Schaltfall wiederverwendbar ist.

    [0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Patentanpruchs 1 und die von diesen abhängigen Ansprüche gelöst.

    [0011] Ein erfindungsgemäßer Schalter, insbesondere ein Erdungsschalter, zum schnellen Herstellen einer Erdverbindung und damit insbesondere zum Löschen eines Störlichtbogens beitragender Erdungsschalter für eine Schaltanlage, insbesondere eine Niederspannungsanlage oder eine Mittelspannungsanlage oder eine Hochspannungsanlage, weist dabei die folgenden Merkmale auf:
    • einen Festkontakt mit einer ersten Leitungszuführung,
    • einen Bewegkontakt,
    • eine Kontaktführung mit einer zweiten Leitungszuführung,
    • einen mechanischen Energiespeicher,
    • im geöffneten Zustand eine Isolierstrecke zwischen dem Festkontakt und dem Bewegkontakt, wobei die Isolierstrecke zumindest teilweise mit Isolieflüssigkeit, wie insbesondere Isolieröl oder Isolierester, gefüllt ist,
    • eine Auslösevorrichtung, und
    • einen Sperrmechanismus.


    [0012] Der Sperrmechanismus weist mindestens auf:

    ∘ ein Stellelement, wie einen Sperrkäfig oder eine Halbwelle,

    ∘ einer Sperrvorrichtung, wie eine Kugel oder Klinke, und

    ∘ einem Sperrvermittler oder Übertragungselement.

    Wobei:
    • der Sperrvermittler mit dem Bewegkontakt verbindbar ist,
    • der mechanische Energiespeicher mit dem Sperrvermittler verbindbar ist,
    • der Sperrvermittler mittels einer Sperrvorrichtung mit dem Sperrkäfig haltbar ist,
    • der Sperrvermittler von der Sperrvorrichtung aus dem Sperrkäfig mittels einer Auslösevorrichtung entlassbar ist,
    • der Bewegkontakt von dem mechanischen Energiespeicher mittels des Sperrvermittlers, oder über den Sperrvermittler, derartig beschleunigbar ist, dass der Bewegkontakt mit dem Festkontakt kontaktierbar ist,
    • die Kontaktführung sowohl der Führung der Bewegung des Bewegkontaktes dient als auch der Kontaktierung des Bewegkontaktes dient, und
    • die Isolierflüssigkeit beim Schließen des Erdungsschalters vom Bewegkontakt verdrängbar ist.


    [0013] Insbesondere kann die Isolierstrecke vollständig mit Isolierflüssigkeit 30 gefüllt sein, wobei die Isolierflüssigkeit 30 beim Schließen des Schalters, also im Schaltfall, in ein nicht gezeigtes Verdrängungsvolumen verdrängt wird, bevorzugt in ein hinter dem bewegten Bewegkontakt entstehendes Verdrängungsvolumen verdrängt wird. Bevorzugter Weise kann das Verdrängungsvolumen im offenen Schalterzustand durch eine Trennungseinrichtung verschlossen sein, insbesondere mit einer Klappe oder einem Ventil oder einem bidirektionalen Ventil als Trennungseinrichtung. Erst mit Schalterauslösung, also Auslösung der Auslösevorrichtung wird dann die Trennungseinrichtung geöffnet und/oder entriegelt.

    [0014] Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Lösung ist, dass die Antriebskraft vom Moment der Auslösung bereit steht und durch der Bewegkontakt 17 sofort mit maximaler Kraft beschleunigt wird.

    [0015] Ein weiterer Vorteil ist, dass die Lebensdauer eines mechanischen Energiespeichers, insbesondere eines Federpaketes, höher ist, als die eines Gasgenerators, insbesondere höher ist als die eines chemischen Gasgenerators.

    [0016] Ein weiterer Vorteil ist, dass weder in der Fertigung noch im Einsatz spezielle Vorschriften bezüglich der Lagerung und der Handhabung von Explosivstoffen notwendig werden.

    [0017] Ein weiterer Vorteil ist, dass die gesamte Funktion des Schalters überprüft werden kann, da ein Laden und Entladen des mechanischen Energiespeichers, insbesondere das Spannen und Entspannen des Federpaketes, möglich ist und durch Messung zum Beispiel des Spannmomentes auch eine Funktion des Antriebes prinzipiell gegeben ist. Das ermöglicht eine einfache Qualitätskontrolle in der Fertigung und ggfs. auch in oder an der montierten Anlage.

    [0018] Eine Prüfung des elektrischen Auslösekreises, insbesondere Magnetspule 19 oder Spannband 20 ist jederzeit gefahrlos möglich.

    [0019] Weiter vorteilhaft ist, dass es in Isolierflüssigkeiten, insbesondere Isolierölen oder Isolierestern, im Gegensatz zum Vakuum, keine Restwahrscheinlichkeit von statistischen ungewollten Durchschlagsentladungen gibt.

    [0020] In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Isolierflüssigkeit nach einem Schaltfall und beim erneuten Öffnen des Schalters und/oder Spannen des mechanischen Energiespeichers, also allgemeiner dem Einbringen von mechanischer Energie in den mechanischen Speicher, wieder aus dem Verdrängungsvolumen in die Isolierstrecke transportiert und gegebenenfalls die Isolierstrecke wieder vom Verdrängungsvolumen getrennt, zum Beispiel durch eine Klappe, und gegebenenfalls die Trennungseinrichtung zwischen Isolierstrecke und Verdrängungsvolumen wieder verriegelt.

    [0021] Bevorzugt wird, dass der Sperrvermittler 13, 16 aus einer Zugstange 16 und einer Spannmutter 13 besteht, die Sperrvorrichtung 14 von Sperrkugeln 14 gebildet wird, der mechanische Energiespeicher 4 durch ein Federpacket 4 realisiert wird, und die Auslösevorrichtung 19 durch einen Auslösemagneten gebildet wird.

    [0022] Mittels der Spannmutter 13 kann dem mechanischen Energiespeicher 4 initial oder nach einem Schaltfall wieder Energie zugeführt werden, insbesondere ein Federpaket 4 wieder gespannt werden. Dabei kann auch der Bewegkontakt 17 aus der geschlossenen Schalterposition in die geöffnete Schalterposition bewegt werden.

    [0023] Gegebenenfalls wird beim betätigen der Spannmutter 13 auch die Isolierflüssigkeit 30 von dem Verdrängungsvolumen in die Isolierstrecke transportiert.

    [0024] Weiter wird bevorzugt, dass das Federpaket 4 im entspannten Zustand, mit Hilfe der Spannmutter 13 spannbar ist, und dass der Sperrkäfig 15 mit einer oder mehr Schrauben zur Zugstange 16 gegen Auslösung sicherbar ist.

    [0025] Auch wird bevorzugt, dass der Sperrvermittler 27 von einem Steuerbolzen 27 gebildet wird, die Sperrvorrichtung 14, von einem Sperrkäfig 15 und von Sperrkugeln 14 gebildet wird, die Auslösevorrichtung 19a, 19b von Halteelektroden 19a, 19b und einem Spannband 20 gebildet wird, und der mechanische Energiespeicher 24 zum Auslösen durch eine Steuerfeder 24 realisiert wird.

    [0026] Die Auslösung des Schalters erfolgt durch eine Zerstörung des Spannbandes 20, indem ein elektrischer Steuerimpuls das Spannband 20 durchbrennt.

    [0027] Der elektrische Steuerimpuls wird dabei zwischen den Halteelektroden 19a, 19b erzeugt.

    [0028] In einer bevorzugten Ausführung wird das Spannband 20 aus Carbonfasern hergestellt, da diese eine hohe Zugspannung tragen und entsprechend dünn ausgelegt werden können. Zusätzlich hat die Carbonfaser einen vergleichsweise hohen spezifischen Widerstand und eine geringe Masse, so dass wenig Energie zum Durchbrennen erforderlich ist.

    [0029] Auch wird bevorzugt, dass das Stellelement von einer Halbwelle gebildet wird und die Sperrvorrichtung eine Klinke ist.

    [0030] Ebenfalls bevorzugt wird, dass die Kontaktführung 5 derart gestaltet ist, dass der Bewegkontakt erst in einer Schlussphase eines Schließvorganges des Erdungsschalters 1, also kurz bevor der Bewegkontakt 17 auf den Festkontakt 8 trifft, ein großflächiger mechanischer Kontakt zwischen Bewegkontakt 17 und Festkontakt 8 entsteht, der zu einer Abbremsung der Bewegung des Bewegkontaktes 17 führt und einen elektrischen Kontakt zwischen Kontaktführung 5 und Bewegkontakte 17 bewirkt.

    [0031] Bevorzugt wird auch, dass die Kontaktführung 5 und/oder der Bewegkontakt 17 und/oder der Festkontakt 8 eine Bremsschicht 9 in mindestens einem Bereich aufweist, in der der Bewegkontakt 17 mit der Kontaktführung 5 und/oder dem Festkontakt 8 in Kontakt bringbar ist, wobei die Bremsschicht 9 aus elektrisch leitendem Material besteht und so ausgelegt ist, dass die Geschwindigkeit des Bewegkontaktes 17 durch das Auftreffen auf die Bremsschicht 9 verringert wird.

    [0032] Auch wird bevorzugt, dass der Festkontakt 8 im Kontaktbereich mit dem Bewegkontakt eine Bremsschicht 9 aufweist, so dass das mit hoher Geschwindigkeit auf den Festkontakt 8 aufschlagende bewegliche Kontaktstück 17 durch Verformung der elektrisch leitenden Bremsschicht 9 zusätzlich abgebremst wird. Weiter bevorzugt wird, dass die Bremsschicht 9 durch aufgeschäumtes Metall oder eine geeignet strukturierte Oberfläche plastisch verformbar ist.

    [0033] Ebenfalls bevorzugt wird, dass durch das Auftreffen des Bewegkontaktes 17 auf die Bremsschicht 9, und/oder durch das Auftreffen des Festkontaktes 8 auf die Bremsschicht, und/oder durch das Auftreffen der Kontaktführung 5 auf die Bremsschicht, die Bremsschicht 9 zumindest teilweise aufschmilzt und so den Festkontakt 8 und/oder den Bewegkontakt 17 und/oder die Kontaktführung 5 mit dem Festkontakt 8 und/oder dem Bewegkontakt 17 und/oder der Kontaktführung 5 verlötet oder verlötbar ist.

    [0034] Bevorzugt wird auch, dass der Hauptstrom im geschlossenen Schaltzustand vom Festkontakt (8) über die Bremsschicht (9), den Bewegkontakt (17), die Kontaktführung (5), zu einer zweiten Leitungszuführung (22, 23), bestehend aus einer Strombrücken (23) und einem feststehenden Massekontakt (22), fließt.

    [0035] Auch wird bevorzugt, dass Bohrungen oder Kanäle im Bewegkontakt und/oder Festkontakt vorhanden sind, die es erlauben, das Isolierflüssigkeit aus dem sich schließenden Zwischenraum zwischen Bewegkontakt und Festkontakt austreten kann, auch wenn sich die Ränder von Bewegkontakt und Festkontakt bereits berühren. Insbesondere wenn Bewegkontakt und Festkontakt als ineinandergreifende oder teilweise ineinandergreifende Kegelflächen ausgebildet sind.

    [0036] Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren erläutert
    Figur 1
    Schnittbild durch einen erfindungsgemäßen Schalters, bzw. Erdungsschalter mit magnetischer Auslösung.
    Figur 2
    Schnittbild durch einen erfindungsgemäßen Schalters, bzw. Erdungsschalter mit thermischer Auslösung, wobei nur der Auslösungsmechanismus gezeigt ist.
    Figur 3
    Alternativer Auslösungsmechanismus


    [0037] In Figur 1 ist ein schneller Erdungsschalter 1 dargestellt, wobei der Auslösemechanismus eine magnetische Auslösung beinhaltet. Dabei wird als Auslösevorrichtung 19 ein Auslösemagnet 19 verwendet. Der Steuerbolzen (27) des Auslösemagneten 19 wirkt auf den Sperrkäfig 15 ein. Die Zugstange 16 wird durch Sperrkugeln 14 im Sperrkäfig 15 gehalten. An ihrem anderen Ende ist die Zugstange 16 mit dem Federpaket 4 und dem Bewegkontakt 17 verbunden. Zwischen dem Festkontakt 8 und dem Bewegkontakt 17 ist im geöffneten Schaltzustand eine Isolierstrecke vorhanden. Diese Isolierstrecke ist mit einer Isolierflüssigkeit, insbesondere Isolieröl oder Isolierester 30 gefüllt.

    [0038] Auch ist in der Figur 1 eine vorteilhafte Ausführung des Festkontaktes 8 gezeigt, in der der Festkontakt 8 an seiner Kontaktfläche eine Bremsschicht 9 aufweist.

    [0039] Desweiteren weist der spezielle Erdungsschalter 1 ein Isoliergehäuse 7 und ein äußeres Gehäuse 25 auf, die auch einteilig ausgeführt sein können.

    [0040] Der Bewegkontakt 17 wird auf zumindest einem Teil der Schaltstrecke durch eine Kontaktführung 5 geführt. Diese Kontaktführung 5 dient auch der elektrischen Kontaktierung des Bewegkontaktes 17 in der geschlossenen Schalterstellung. Die Kontaktführung 5 wird über eine Strombrücke 23 mit dem Massekontakt 22 elektrisch verbunden. Der Massekontakt 22 wird auch als zweite Zuleitung 22 bezeichnet. Der Festkontakt 8 kann über eine erste Zuleitung 8' kontaktiert werden.

    [0041] Zum Spannen des Federpaketes 4 ist eine Spannmutter 13 vorgesehen.

    [0042] Die Figur 2 zeigt einen Teilausschnitt eines erfindungsgemäßen Erdungsschalters, wobei hier als Alternativlösung eine thermische Auslösung realisiert ist. Die thermische Auslösung für die Steuerfeder 24 wird durch ein Spannband 20, welches an den Halteelektroden 19a, 19b befestigt ist oder über diese Halteelektroden 19a, 19b derart gespannt ist, dass die Steuerfeder 24 in der gespannten Position gehalten wird. Die Steuerfeder 24 betätigt im Auslösefall den Steuerbolzen 27, der den Sperrkäfig 15 derart bewegt, dass der Bewegkontakt ausgelöst wird und durch die Steuerfeder 24 in Richtung des Festkontaktes beschleunigt wird.

    [0043] Das Spannband 20 kann über einen elektrischen Impuls, der zwischen den Halteelektroden 19a, 19b erzeugt wird, thermisch zerstört und ein Schalten so ausgelöst werden.

    [0044] Die Schrauben 35 dienen der Fixierung der Zugstange während Wartungsarbeiten oder während des Spannens der Steuerfeder 24.

    [0045] Die Figur 3 zeigt einen alternativen Auslösemechanismus. Dabei dient ein Elektromagnet als Auslösevorrichtung 19, der mit einem Steuerbolzen 27 auf die bewegbar, insbesondere drehbare, Halterung einer Halbwelle 15' derart einwirken kann, dass die Klinke 14' freigegeben wird. Das über die Zugstange 16 mit der Klinke 14' verbundene Federpaket 4, in Figur 3 nicht dargestellt, bewirk bei einem Freigeben der Klinke 14' von der Halbwelle 15' eine Beschleunigung des Bewegkontaktes 17 zum Festkontakt 8, Bewegkontakt und Festkontakt in Figur 3 nicht dargestellt.


    Ansprüche

    1. Schalter, insbesondere ein Erdungsschalter (1) zum schnellen Herstellen einer Erdverbindung und insbesondere auch zum Löschen eines Störlichtbogens, für eine Schaltanlage, wobei
    der Erdungsschalter (1) zumindest aufweist:

    - einen Festkontakt (8) mit einer ersten Leitungszuführung (8'),

    - einen Bewegkontakt (17),

    - eine Kontaktführung (5) mit einer zweiten Leitungszuführung (22, 23),

    - einen mechanischen Energiespeicher (4, 24),

    - im geöffneten Zustand eine Isolierstrecke zwischen dem Festkontakt (8) und dem Bewegkontakt (17), wobei die Isolierstrecke zumindest teilweise mit Isolierflüssigkeit (30) gefüllt ist,

    - eine Auslösevorrichtung (19, 19a, 19b), und
    einen Sperrmechanismus, wobei der Sperrmechanismus mindestens umfasst:

    ∘ einen Sperrkäfig (15),

    ∘ eine Sperrvorrichtung (14, 20) und

    ∘ einen Sperrvermittler (13, 16, 27), wobei der Sperrvermittler (16, 13, 27) mit dem Bewegkontakt (17) verbindbar ist,

    - der mechanische Energiespeicher (4, 24) mit dem Sperrvermittler (16, 13, 27) verbindbar ist,

    - der Sperrvermittler (16, 13, 27) mittels einer Sperrvorrichtung (14) in dem Sperrkäfig (15) halterbar ist,

    - der Sperrvermittler (16, 13, 27) von der Sperrvorrichtung (14, 20) aus Sperrkäfig (15) mittels einer Auslösevorrichtung (19, 19a, 19b) entlassbar ist,

    - der Bewegkontakt (17) von dem mechanischen Energiespeicher (4) über den Sperrvermittler (16, 13, 27) derart beschleunigbar ist, dass der Bewegkontakt (17) mit dem Festkontakt (8) kontaktierbar ist,

    - die Kontaktführung (5) sowohl der Führung der Bewegung des Bewegkontaktes (17) dient als auch der Kontaktierung des Bewegkontaktes (17) dient, und

    - die Isolierflüssigkeit (30) beim Schließen des Erdungsschalters vom Bewegkontakt (17) verdrängbar ist.


     
    2. Schalter, insbesondere Erdungsschalter (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Sperrvermittler (13, 16) aus einer Zugstange (16) und einer Spannmutter (13) besteht,

    - die Sperrvorrichtung (14) von Sperrkugeln (14) gebildet wird,

    - der mechanische Energiespeicher (4) durch ein Federpacket (4) realisiert wird, und

    - die Auslösevorrichtung (19) mit einem Auslösemagneten gebildet wird.


     
    3. Erdungsschalter (1) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Federpaket (4) im entspannten Zustand, mit Hilfe der Spannmutter (13) spannbar ist, und dass der Sperrkäfig (20) mit Schrauben (35) zur Zugstange (16) gegen Auslösung sicherbar ist.
     
    4. Schalter, insbesondere Erdungsschalter (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Sperrvermittler (27) von einem Steuerbolzen (27) gebildet wird,

    - die Sperrvorrichtung (14, 20) von Sperrkugeln (14) und einem Spannband (20) gebildet wird,

    - die Auslösevorrichtung (19a, 19b) von Halteelektroden (19a, 19b) gebildet wird, und

    - der mechanische Energiespeicher (24) durch eine Steuerfeder (24) realisiert wird.


     
    5. Schalter, insbesondere Erdungsschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kontaktführung (5) derart gestaltet ist, dass der Bewegkontakt erst in einer Schlussphase eines Schließvorganges des Erdungsschalters (1), also kurz bevor der Bewegkontakt (17) auf den Festkontakt (8) trifft, ein großflächiger mechanischer Kontakt zwischen Bewegkontakt (17) und Festkontakt (8) entsteht, der zu einer Abbremsung der Bewegung des Bewegkontaktes (17) führt und einen elektrischen Kontakt zwischen Kontaktführung (5) und Bewegkontakte (17) bewirkt.
     
    6. Schalter, insbesondere Erdungsschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kontaktführung (5) und/oder der Bewegkontakt (17) und/oder der Festkontakt (8) eine Bremsschicht (9) in mindestens einem Bereich aufweist, in der der Bewegkontakt (17) mit der Kontaktführung (5) und/oder dem Festkontakt (8) in Kontakt bringbar ist, wobei die Bremsschicht (5) aus elektrisch leitendem Material besteht und so ausgelegt ist, dass die Geschwindigkeit des Bewegkontaktes (17) durch das Auftreffen auf die Bremsschicht (9) verringert wird.
     
    7. Schalter, insbesondere Erdungsschalter (1) nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Festkontakt (8) im Kontaktbereich mit dem Bewegkontakt eine Bremsschicht (9) aufweist, so dass das mit hoher Geschwindigkeit auf den Festkontakt (8) aufschlagende bewegliche Kontaktstück (17) durch Verformung der elektrisch leitenden Bremsschicht (9) zusätzlich abgebremst wird.
     
    8. Schalter, insbesondere Erdungsschalter (1) nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Bremsschicht (9) durch aufgeschäumtes Metall oder eine geeignet strukturierte Oberfläche plastisch verformbar ist.
     
    9. Schalter, insbesondere Erdungsschalter (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    durch das Auftreffen des Bewegkontaktes (17) auf die Bremsschicht (9), und/oder

    - durch das Auftreffen des Festkontaktes (8) auf die Bremsschicht, und/oder

    - durch das Auftreffen der Kontaktführung (5) auf die Bremsschicht,
    die Bremsschicht (9) zumindest teilweise aufschmilzt und so

    - den Festkontakt (8) und/oder den Bewegkontakt (17) und/oder die Kontaktführung (5) mit

    - dem Festkontakt (8) und/oder dem Bewegkontakt (17) und/oder der Kontaktführung (5)
    verlötet.


     
    10. Schalter, insbesondere Erdungsschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Hauptstrom im geschlossenen Schaltzustand vom Festkontakt (8) über die Bremsschicht (9), den Bewegkontakt (17), die Kontaktführung (5), zu einer zweiten Leitungszuführung (22, 23), bestehend aus einer Strombrücken (23) und einem feststehenden Massekontakt (22), fließt.
     


    Claims

    1. Switch, in particular a grounding switch (1), for quickly establishing a ground connection, and in particular also for eliminating an arcing fault, for a switching installation, wherein
    the grounding switch (1) has at least:

    - a fixed contact (8) with a first cable feed (8'),

    - a moving contact (17),

    - a contact guide (5) with a second cable feed (22, 23),

    - a mechanical energy store (4, 24),

    - in the opened state, an insulating clearance between the fixed contact (8) and the moving contact (17), the insulating clearance being at least partially filled with insulating liquid (30),

    - a triggering device (19, 19a, 19b), and

    - a locking mechanism, wherein the locking mechanism comprises at least:

    ∘ a locking cage (15),

    ∘ a locking device (14, 20) and

    ∘ a locking imparter (13, 16, 27),

    wherein the locking imparter (16, 13, 27) can be connected to the moving contact (17),

    - the mechanical energy store (4, 24) can be connected to the locking imparter (16, 13, 27),

    - the locking imparter (16, 13, 27) can be held in the locking cage (15) by means of a locking device (14),

    - the locking imparter (16, 13, 27) can be released by the locking device (14, 20) from the locking cage (15) by means of a triggering device (19, 19a, 19b),

    - the moving contact (17) can be accelerated by the mechanical energy store (4) by way of the locking imparter (16, 13, 27) in such a way that the moving contact (17) can be brought into electrical contact with the fixed contact (8),

    - the contact guide (5) both serves for guiding the movement of the moving contact (17) and serves for the contacting of the moving contact (17), and

    - the insulating liquid (30) can be displaced by the moving contact (17) during the closing of the grounding switch.


     
    2. Switch, in particular grounding switch (1), according to Claim 1,
    characterized in that
    the locking imparter (13, 16) consists of a tension rod (16) and a tensioning nut (13),

    - the locking device (14) is formed by locking balls (14),

    - the mechanical energy store (4) is realized by a spring assembly (4), and

    - the triggering device (19) is formed by a triggering magnet.


     
    3. Grounding switch (1) according to Claim 2,
    characterized in that
    the spring assembly (4) in the relaxed state can be tensioned with the aid of the tensioning nut (13), and in that the locking cage (20) can be secured against triggering with respect to the tension rod (16) by screws (35).
     
    4. Switch, in particular grounding switch (1), according to Claim 1,
    characterized in that
    the locking imparter (27) is formed by a control pin (27),

    - the locking device (14, 20) is formed by locking balls (14) and a tensioning strip (20),

    - the triggering device (19a, 19b) is formed by holding electrodes (19a, 19b), and

    - the mechanical energy store (24) is realized by a control spring (24).


     
    5. Switch, in particular grounding switch (1), according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the contact guide (5) is designed in such a way that it is only in a final phase of a closing operation of the grounding switch (1), that is to say shortly before the moving contact (17) comes up against the fixed contact (8), that the moving contact produces mechanical contact over a large area between the moving contact (17) and the fixed contact (8), leading to a deceleration of the movement of the moving contact (17) and bringing about an electrical contact between the contact guide (5) and the moving contact (17).
     
    6. Switch, in particular grounding switch (1), according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the contact guide (5) and/or the moving contact (17) and/or the fixed contact (8) has in at least one region a retarding layer (9), in which the moving contact (17) can be brought into contact with the contact guide (5) and/or the fixed contact (8), the retarding layer (9) consisting of electrically conducting material and being designed in such a way that the speed of the moving contact (17) is reduced by coming up against the retarding layer (9).
     
    7. Switch, in particular grounding switch (1), according to Claim 6,
    characterized in that
    the fixed contact (8) has a retarding layer (9) in the contact region with the moving contact, so that the movable contact member (17) striking the fixed contact (8) at high speed is additionally decelerated by deformation of the electrically conducting retarding layer (9).
     
    8. Switch, in particular grounding switch (1), according to Claim 6 or 7,
    characterized in that
    the retarding layer (9) is plastically deformable by comprising expanded metal or a suitably structured surface.
     
    9. Switch, in particular grounding switch (1), according to one of Claims 6 to 8,
    characterized in that
    the moving contact (17) coming up against the retarding layer (9), and/or

    - the fixed contact (8) coming up against the retarding layer, and/or

    - the contact guide (5) coming up against the retarding layer,
    has the effect that the retarding layer (9) at least partially melts, and thus solders

    - the fixed contact (8) and/or the moving contact (17) and/or the contact guide (5) with

    - the fixed contact (8) and/or the moving contact (17) and/or the contact guide (5).


     
    10. Switch, in particular grounding switch (1), according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    in the closed switching state, the main current flows from the fixed contact (8) by way of the retarding layer (9), the moving contact (17) and the contact guide (5) to a second cable feed (22, 23), consisting of a current bridge (23) and a stationary ground contact (22).
     


    Revendications

    1. Interrupteur, notamment interrupteur (1) de mise à la terre, pour produire rapidement une liaison à la terre et notamment également pour éteindre un arc électrique perturbateur d'une installation de distribution, dans lequel l'interrupteur (1) de mise à la terre a au moins :

    - un contact (8) fixe ayant une première arrivée (8') de ligne,

    - un contact (17) mobile,

    - un guidage (5) de contact ayant une deuxième arrivée (22, 23) de ligne,

    - un accumulateur (4, 24) d'énergie mécanique,

    - à l'état ouvert, une section isolante entre le contact (8) fixe et le contact (17) mobile, la section isolante étant remplie, au moins en partie, d'un liquide (30) isolant,

    - un système (19, 19a, 19b) de déclenchement et un mécanisme de blocage, le mécanisme de blocage comprenant au moins :

    ∘ une cage (15) de blocage,

    ∘ un système (14, 20) de blocage et

    ∘ un intermédiaire (13, 16, 27) de blocage,
    dans lequel l'intermédiaire (16, 13, 27) de blocage peut être relié au contact (17) mobile,

    - l'accumulateur (4, 24) d'énergie mécanique peut être relié à l'intermédiaire (16, 13, 27) de blocage,

    - l'intermédiaire (16, 13, 27) de blocage peut être maintenu dans la cage (15) de blocage au moyen d'un système (14) de blocage,

    - l'intermédiaire (16, 13, 27) de blocage peut, au moyen d'un système (19, 19a, 19b) de déclenchement, être libéré de la cage (15) de blocage par le système (14, 20) de blocage,

    - le contact (17) mobile peut être accéléré par l'accumulateur (4) d'énergie par le biais de l'intermédiaire (16, 13, 27) de blocage de manière à ce que le contact (17) mobile puisse venir en contact avec le contact (8) fixe,

    - le guidage (5) de contact sert tant au guidage du déplacement du contact (17) mobile qu'également à la mise en contact du contact (17) mobile et

    - le liquide (30) isolant peut, à la fermeture de l'interrupteur de mise à la terre, être refoulé par le contact (17) mobile.


     
    2. Interrupteur, notamment interrupteur (1) de mise à la terre, suivant la revendication 1,
    caractérisé en ce que l'intermédiaire (13, 16) de blocage est constitué d'un tirant (16) et d'un écrou (13) de serrage,

    - le système (14) de blocage est formé de billes (14) de blocage,

    - l'accumulateur (4) d'énergie mécanique est réalisé par un paquet (4) de ressorts et

    - le système (19) de déclenchement est formé d'un aimant de déclenchement.


     
    3. Interrupteur (1) suivant la revendication 2,
    caractérisé en ce que le paquet (4) de ressorts peut, à l'état détendu, être serré à l'aide de l'écrou (13) de serrage et en ce que la cage (20) de blocage peut être empêchée de se déclencher par rapport au tirant (16) par des vis (35).
     
    4. Interrupteur, notamment interrupteur (1) de mise à la terre, suivant la revendication 1,
    caractérisé en ce que l'intermédiaire (27) de blocage est formé d'un boulon (27) de commande,

    - le système (14, 20) de blocage est formé de billes (14) de blocage et d'un collier (20) de fixation,

    - le système (19a, 19b) de déclenchement est formé d'électrodes (19a, 19b) de maintien et

    - l'accumulateur (24) d'énergie électrique est réalisé par un ressort (24) de commande.


     
    5. Interrupteur, notamment interrupteur (1) de mise à la terre, suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le guidage (5) de contact est conformé de manière à ce que le contact mobile crée, seulement dans une phase de fermeture d'une opération de fermeture de l'interrupteur (1) de mise à la terre, donc peu avant que le contact (17) mobile arrive sur le contact (8) fixe, un contact mécanique de grande surface entre le contact (17) mobile et le contact (8) fixe, qui donne un freinage du déplacement du contact (17) mobile et provoque un contact électrique entre le guidage (5) de contact et le contact (17) mobile.
     
    6. Interrupteur, notamment interrupteur (1) de mise à la terre, suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le guidage (5) de contact et/ou le contact (17) mobile et/ou le contact (8) fixe a une couche (9) de freinage dans au moins une région où le contact (17) mobile peut être mis en contact avec le guidage (5) de contact et/ou le contact (8) fixe, le guidage (5) de contact étant en un matériau conducteur de l'électricité et conçu de manière à diminuer la vitesse du contact (17) mobile par l'arrivée sur la couche (9) de freinage.
     
    7. Interrupteur, notamment interrupteur (1) de mise à la terre, suivant la revendication 6,
    caractérisé en ce que le contact (8) fixe a, dans la région de contact avec le contact mobile, une couche (9) de freinage, de manière à freiner supplémentairement, par déformation de la couche (9) de freinage conductrice de l'électricité, la pièce (17) de contact mobile frappant à grande vitesse le contact (8) fixe.
     
    8. Interrupteur, notamment interrupteur (1) de mise à la terre, suivant la revendication 6 ou 7,
    caractérisé en ce que la couche (9) de freinage est déformable plastiquement par de la mousse de métal ou par une surface structurée de manière appropriée.
     
    9. Interrupteur, notamment interrupteur (1) de mise à la terre, suivant l'une des revendications 6 à 8,
    caractérisé en ce que, par le choc du contact (17) mobile sur la couche (9) de freinage et/ou

    - par le choc du contact (8) fixe sur la couche de freinage et/ou

    - par le choc du guidage (5) de contact sur la couche de freinage,
    la couche (9) de freinage fond, au moins en partie, et ainsi brase

    - le contact (8) fixe et/ou le contact (17) mobile et/ou le guidage (5) de contact au

    - contact (8) fixe et/ou au contact (17) mobile et/ou au guidage (5) de contact.


     
    10. Interrupteur, notamment interrupteur (1) de mise à la terre, suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le courant principal dans l'état de commutation fermée passe du contact (8) fixe, en passant par la couche (9) de freinage, le contact (17) mobile, le guidage (5) de contact, à une deuxième arrivée (22, 23) de ligne, constituée d'un pont (23) de courant et d'un contact (22) de masse fixe.
     




    Zeichnung











    Angeführte Verweise

    IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



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    In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente