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Patent Searching and Data


Title:
GAS-INSULATED SWITCHGEAR INSTALLATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/069809
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a gas-insulated switchgear installation (1) comprising three physically identical encapsulation housings (3, 4, 5) and, for each encapsulation housing (3, 4, 5), a drive element (9), which can be driven for opening and closing a switching contact, and a coupling element (17, 18, 19) which is coupled to the drive element (9). Each encapsulation housing (3, 4, 5) is substantially axially symmetrical with respect to an axis of symmetry (7). Each drive element (9) extends in the encapsulation housing (3, 4, 5) along a drive axis (11) which runs parallel to the axis of symmetry (7) and at a distance from the axis of symmetry (7). The axes of symmetry (7) of all three encapsulation housings (3, 4, 5) run parallel to one another in an axis of symmetry plane (27). The drive axes (11) of two encapsulation housings (3, 4) run in a drive axis plane (29) which is parallel to the axis of symmetry plane (27). The drive axis (11) of the third encapsulation housing (5) runs at the same distance from the axis of symmetry plane (27) as the drive axis plane (29) on another side of the axis of symmetry plane (27) to the drive axis plane (29).

Inventors:
MONKA ROLAND (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/073551
Publication Date:
April 09, 2020
Filing Date:
September 04, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H01H3/40; H01H3/46; H01H33/02; H01H33/42; H02B13/035; H02B13/045
Foreign References:
US20120228266A12012-09-13
EP2597662A12013-05-29
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Claims:
Patentansprüche

1. Gasisolierte Schaltanlage (1), umfassend

- drei baugleiche Kapselungsgehäuse (3, 4, 5), die jeweils im Wesentlichen achsensymmetrisch bezüglich einer Symmetrieach se (7) sind,

- für jedes Kapselungsgehäuse (3, 4, 5) ein zum Öffnen und Schließen eines Schaltkontaktes antreibbares Antriebsele ment (9), das sich in dem Kapselungsgehäuse (3, 4, 5) entlang einer Antriebsachse (11) erstreckt, die parallel zu der Sym metrieachse (7) des Kapselungsgehäuses (3, 4, 5) und von der Symmetrieachse (7) beabstandet verläuft, wobei die Anordnung des Antriebselements (9) in dem Kapselungsgehäuse (3, 4, 5) für alle Kapselungsgehäuse (3, 4, 5) übereinstimmt,

- für jedes Antriebselement (9) ein sich entlang einer Kop pelachse (13, 14, 15) erstreckendes Koppelelement (17, 18,

19), das durch eine Getriebeeinheit (21) an das Antriebsele ment (9) gekoppelt und durch einen außerhalb der Kapselungs gehäuse (3, 4, 5) angeordneten Antrieb (23, 24, 25) antreib- bar ist, wobei

- die Symmetrieachsen (7) aller drei Kapselungsgehäuse (3, 4, 5) parallel zueinander in einer Symmetrieachsenebene (27) verlaufen,

- die Antriebsachsen (11) eines ersten Kapselungsgehäuses (3) und eines zweiten Kapselungsgehäuses (4) in einer zu der Sym metrieachsenebene (27) parallelen und von der Symmetrieach senebene (27) beabstandeten Antriebsachsenebene (29) verlau fen

- und die Antriebsachse (11) des dritten Kapselungsgehäu ses (5) in demselben Abstand von der Symmetrieachsenebe ne (27) wie die Antriebsachsenebene (29) auf einer anderen Seite der Symmetrieachsenebene (27) als die Antriebsach senebene (29) verläuft.

2. Gasisolierte Schaltanlage (1) nach Anspruch 1, wobei die Koppelachsen (13, 14, 15) aller drei Koppelelemente (17, 18, 19) parallel zueinander verlaufen.

3. Gasisolierte Schaltanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, wo bei die Koppelachsen (13, 14, 15) senkrecht zu den An

triebsachsen (11) verlaufen.

4. Gasisolierte Schaltanlage (1) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei ein erstes Koppelelement (17), das an das Antriebselement (9) des ersten Kapselungsgehäuses (3) ge koppelt ist, und ein zweites Koppelelement (18), das an das Antriebselement (9) des zweiten Kapselungsgehäuses (4) gekop pelt ist, auf voneinander verschiedenen Seiten der An

triebsachsenebene (29) angeordnet sind.

5. Gasisolierte Schaltanlage (1) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei der Abstand der Antriebsachsenebene (29) von der Symmetrieachsenebene (27) gleich dem Abstand der An triebsachse (11) von der Symmetrieachse (7) eines Kapselungs gehäuses (3, 4, 5) ist.

6. Gasisolierte Schaltanlage (1) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei jedes Koppelelement (17, 18, 19) als ei ne Koppelwelle ausgebildet ist, die durch den Antrieb (23,

24, 25) um ihre Koppelachse (13, 14, 15) drehbar ist.

7. Gasisolierte Schaltanlage (1) nach Anspruch 6, wobei jedes Koppelelement (17, 18, 19) durch eine ein Schneckengetriebe aufweisende Getriebeeinheit (21) an ein Antriebselement (9) gekoppelt ist.

8. Gasisolierte Schaltanlage (1) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei jedes Koppelelement (17, 18, 19) als ei ne Koppelstange ausgebildet ist, die durch ihren Antrieb (23, 24, 25) entlang ihrer Koppelachse (13, 14, 15) verschiebbar ist .

9. Gasisolierte Schaltanlage (1) nach Anspruch 8, wobei jedes Koppelelement (17, 18, 19) durch eine Getriebeeinheit (21), die ein Hebelgetriebe oder ein Zahnstangengetriebe aufweist, an ein Antriebselement (9) gekoppelt ist.

10. Gasisolierte Schaltanlage (1) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei jedes Antriebselement (9) als eine um seine Antriebsachse (11) drehbare Antriebswelle ausgebildet ist .

11. Gasisolierte Schaltanlage (1) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, die für jedes Koppelelement (17, 18, 19) einen separaten Antrieb (23, 24, 25) aufweist.

12. Gasisolierte Schaltanlage (1) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, die einen gemeinsamen Antrieb für alle Kop pelelemente (17, 18, 19) aufweist.

13. Gasisolierte Schaltanlage (1) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei jedes Kapselungsgehäuse (3, 4, 5) einer Wechselstromphase eines Dreiphasenwechselstroms zugeordnet ist, um einen Strompfad der Wechselstromphase zu unterbrechen und zu schließen.

14. Gasisolierte Schaltanlage (1) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei jedes Kapselungsgehäuse (3, 4, 5) ein Gehäuse eines Leistungsschalters oder Erdungsschalters oder Trennschalters ist.

Description:
Beschreibung

Gasisolierte Schaltanlage

Die Erfindung betrifft eine gasisolierte Schaltanlage mit drei Kapselungsgehäusen mit jeweils einem durch einen Antrieb antreibbaren Antriebselement zum Öffnen und Schließen eines Schaltkontaktes .

Bei derartigen gasisolierten Schaltanlagen kompakter Bauart erweist sich die Verbindung der Antriebselemente mit dem je weiligen Antrieb wegen des begrenzten Bauraums oft als schwierig. Insbesondere müssen Koppelelemente, die die An triebselemente mit dem jeweiligen Antrieb verbinden, derart angeordnet werden, dass sie sich nicht gegenseitig im Wege stehen .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte gasisolierte Schaltanlage anzugeben, die drei Kapselungsge häuse mit jeweils einem durch einen Antrieb antreibbaren An triebselement zum Öffnen und Schließen eines Schaltkontaktes aufweist .

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An spruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine erfindungsgemäße gasisolierte Schaltanlage umfasst drei baugleiche Kapselungsgehäuse, für jedes Kapselungsgehäuse ein zum Öffnen und Schließen eines Schaltkontaktes antreibbares Antriebselement und für jedes Antriebselement ein Koppelele ment. Jedes Kapselungsgehäuse ist im Wesentlichen achsensym metrisch bezüglich einer Symmetrieachse ausgebildet. Jedes Antriebselement erstreckt sich in einem Kapselungsgehäuse entlang einer Antriebsachse, die parallel zu der Symmetrie achse des Kapselungsgehäuses und von der Symmetrieachse beab- standet verläuft, wobei die Anordnung des Antriebselements in dem Kapselungsgehäuse für alle Kapselungsgehäuse überein stimmt. Jedes Koppelelement erstreckt sich entlang einer Kop pelachse und ist durch eine Getriebeeinheit an ein Antrieb selement gekoppelt und durch einen außerhalb der Kapselungs gehäuse angeordneten Antrieb antreibbar. Die Symmetrieachsen aller drei Kapselungsgehäuse verlaufen parallel zueinander in einer Symmetrieachsenebene. Die Antriebsachsen eines ersten Kapselungsgehäuses und eines zweiten Kapselungsgehäuses ver laufen in einer zu der Symmetrieachsenebene parallelen und von der Symmetrieachsenebene beabstandeten Antriebsachsenebe ne und die Antriebsachse des dritten Kapselungsgehäuses ver läuft in demselben Abstand von der Symmetrieachsenebene wie die Antriebsachsenebene auf einer anderen Seite der Symmet rieachsenebene als die Antriebsachsenebene. Unter einer Achse wird hier eine Gerade im mathematischen Sinn verstanden. Zwei Achsen werden als auf verschiedenen Seiten einer Ebene ver laufend bezeichnet, wenn sie in verschiedenen Halbräumen ver laufen, die durch die Ebene voneinander getrennt sind. Ent sprechend werden zwei Objekte als auf verschiedenen Seiten einer Ebene angeordnet bezeichnet, wenn sie in verschiedenen Halbräumen angeordnet sind, die durch die Ebene voneinander getrennt sind.

Erfindungsgemäß sind die drei Kapselungsgehäuse nebeneinander angeordnet, so dass ihre Symmetrieachsen parallel zueinander in einer gemeinsamen Symmetrieachsenebene verlaufen. Ferner verlaufen die Antriebsachsen zweier Kapselungsgehäuse auf ei ner Seite der Symmetrieachsenebene und die Antriebsachse des dritten Kapselungsgehäuses verläuft auf der anderen Seite Symmetrieachsenebene, wobei alle Antriebsachsen denselben Ab stand zu der Symmetrieachsenebene aufweisen. Da die drei Kap selungsgehäuse im Wesentlichen achsensymmetrisch bezüglich ihrer jeweiligen Symmetrieachse ausgebildet sind und die An ordnung des Antriebselements in dem Kapselungsgehäuse für al le Kapselungsgehäuse übereinstimmt, wird dies dadurch er reicht, dass das dritte Kapselungsgehäuse gegenüber den bei den anderen Kapselungsgehäusen um 180 Grad um seine Symmet- rieachse gedreht ist, während die anderen beiden Kapselungs gehäuse nur zueinander parallel verschoben angeordnet sind. Durch einen ausreichenden Abstand der Antriebsachse von der Symmetrieachse eines Kapselungsgehäuses kann dadurch ermög licht werden, dass mit baugleich ausgeführten und nebeneinan der angeordneten Kapselungsgehäusen alle Antriebselemente über jeweils ein starr ausgeführtes Koppelelement in einfa cher Weise angetrieben werden können, wozu sonst beispiels weise flexible Koppelelemente, eine räumlich gegeneinander versetzte Anordnung der Kapselungsgehäuse und/oder voneinan der verschiedene Kapselungsgehäuse erforderlich sind.

Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die Koppelach sen aller drei Koppelelemente parallel zueinander verlaufen, und/oder dass die Koppelachsen senkrecht zu den Antriebsach sen verlaufen. Diese Ausgestaltungen der Erfindung ermögli chen konstruktiv besonders einfache und platzsparende Anord nungen der Koppelelemente.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein erstes Koppelelement, das an das Antriebselement des ersten Kapselungsgehäuses gekoppelt ist, und ein zweites Koppelele ment, das an das Antriebselement des zweiten Kapselungsgehäu ses gekoppelt ist, auf voneinander verschiedenen Seiten der Antriebsachsenebene angeordnet sind. Dadurch wird vorteilhaft verhindert, dass sich das erste Koppelelement und das zweite Koppelelement gegenseitig im Wege stehen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Abstand der Antriebsachsenebene von der Symmetrieachsenebene gleich dem Abstand der Antriebsachse von der Symmetrieachse eines Kapselungsgehäuses ist. Diese Ausgestaltung der Erfin dung realisiert vorteilhaft einen maximal möglichen Abstand der Antriebsachsenebene von der Symmetrieachsenebene und da mit auch einen maximalen Bauraum für die Anordnung von Kop pelelementen zwischen der Antriebsachsenebene und einer dazu parallelen Ebene, in der die Antriebsachse des dritten Kapse lungsgehäuses liegt. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass je des Koppelelement als eine Koppelwelle ausgebildet ist, die durch den Antrieb um ihre Koppelachse drehbar ist. Dabei kann beispielsweise jedes Koppelelement durch eine ein Schnecken getriebe aufweisende Getriebeeinheit an ein Antriebselement gekoppelt sein. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht einen platzsparenden Antrieb der Antriebselemente durch rota torisch bewegte Koppelelemente.

Eine zur vorgenannten Ausgestaltung alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jedes Koppelelement als eine Koppelstange ausgebildet ist, die durch ihren Antrieb entlang der Koppelachse verschiebbar ist. Dabei kann beispielsweise jedes Koppelelement durch eine Getriebeeinheit, die ein He belgetriebe oder ein Zahnstangengetriebe aufweist, an ein An triebselement gekoppelt sein. Diese Ausgestaltung der Erfin dung ermöglicht einen Antrieb der Antriebselemente durch translatorisch bewegte Koppelelemente.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass je des Antriebselement als eine um die Antriebsachse drehbare Antriebswelle ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung der Erfin dung ermöglicht eine platzsparende Betätigung der Schaltkon takte durch rotatorisch bewegte Antriebselemente.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die Schaltanlage entweder für jedes Koppelelement einen separaten Antrieb oder einen gemeinsamen Antrieb für alle Koppelelemen te aufweist. Separate Antriebe für die Koppelelemente ermög lichen voneinander unabhängige Bewegungen der Koppelelemente. Ein gemeinsamer Antrieb kann vorteilhaft sein, wenn die Kop pelelemente synchron angetrieben werden sollen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass je des Kapselungsgehäuse einer Wechselstromphase eines Dreipha senwechselstroms zugeordnet ist, um einen Strompfad der Wech selstromphase zu unterbrechen und zu schließen. Diese Ausge- staltung der Erfindung ist auf dreiphasige Schaltanlagen mit einphasiger Kapselung gerichtet.

Die Kapselungsgehäuse können beispielsweise jeweils ein Ge häuse eines Leistungsschalters oder Erdungsschalters oder Trennschalters sein.

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 von Ausführungsbei spielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu tert werden. Dabei zeigen:

FIG 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer er findungsgemäßen gasisolierten Schaltanlage,

FIG 2 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen gasisolierten Schaltanlage.

Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit densel ben Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel ei ner erfindungsgemäßen gasisolierten Schaltanlage 1. Die Schaltanlage 1 umfasst drei baugleiche Kapselungsgehäuse 3,

4, 5. Jedes Kapselungsgehäuse 3, 4, 5 ist im Wesentlichen achsensymmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse 7, die senk recht auf der Zeichenebene der Figur 1 steht.

In jedem Kapselungsgehäuse 3, 4, 5 erstreckt sich ein zum Öffnen und Schließen eines Schaltkontaktes antreibbares An triebselement 9 entlang einer Antriebsachse 11, die parallel zu der Symmetrieachse 7 in einem Abstand d von der Symmetrie achse 7 verläuft. Jedes Antriebselement 9 ist als eine An triebswelle ausgebildet, die um die Antriebsachse 11 drehbar gelagert ist und einen Endbereich aufweist, der aus dem je weiligen Kapselungsgehäuse 3, 4, 5 herausgeführt ist. Für jedes Antriebselement 9 weist die Schaltanlage 1 ferner ein sich entlang einer Koppelachse 13, 14, 15 erstreckendes Koppelelement 17, 18, 19 auf, das durch eine Getriebeein heit 21 an den aus dem jeweiligen Kapselungsgehäuse 3, 4, 5 herausgeführten Endbereich des Antriebselements 9 gekoppelt und durch einen außerhalb der Kapselungsgehäuse angeordneten Antrieb 23, 24, 25 antreibbar ist. In dem in Figur 1 gezeig ten Ausführungsbeispiel ist jedes Koppelelement 17, 18, 19 als eine Koppelwelle ausgebildet, die durch ihren Antrieb 23, 24, 25 um ihre Koppelachse 13, 14, 15 drehbar ist. Jede Ge triebeeinheit 21 ermöglicht das Antreiben eines Antriebsele ments 9 durch ein Koppelelement 17, 18, 19, so dass Drehungen des Koppelelements 17, 18, 19 um dessen Koppelachse 13, 14,

15 Drehungen des Antriebselements 9 um dessen Antriebsach se 11 bewirken. Beispielsweise ist jede Getriebeeinheit 21 als ein Schneckengetriebe ausgebildet, das von einer an dem Koppelelement 17, 18, 19 angeordneten Schnecke und einem an dem Endbereich des Antriebselements 9 angeordneten Schnecken rad gebildet wird.

Die Kapselungsgehäuse 3, 4, 5 sind nebeneinander angeordnet, wobei die Symmetrieachsen 7 aller drei Kapselungsgehäuse 3,

4, 5 parallel zueinander in einer Symmetrieachsenebene 27 verlaufen. Dabei sind ein erstes Kapselungsgehäuse 3 und ein zweites Kapselungsgehäuse 4 zueinander parallel verschoben angeordnet, so dass die Antriebsachsen 11 dieser beiden Kap selungsgehäuse 3, 4 in einer zu der Symmetrieachsenebene 27 parallelen Antriebsachsenebene 29 in dem Abstand d zu der Symmetrieachsenebene 27 verlaufen. Das dritte Kapselungsge häuse 5 ist gegenüber den beiden anderen Kapselungsgehäu sen 3, 4 um 180 Grad um die Symmetrieachse 7 gedreht, so dass die Antriebsachse 11 des dritten Kapselungsgehäuses 5 in dem Abstand d von der Symmetrieachsenebene 27 auf einer anderen Seite der Symmetrieachsenebene 27 als die Antriebsachsenebe ne 29 verläuft. Die Koppelachsen 13, 14, 15 der Koppelelemente 17, 18, 19 verlaufen parallel zueinander und senkrecht zu den An triebsachsen 11. Ein erstes Koppelelement 17, das an das An triebselement 9 des ersten Kapselungsgehäuses 3 gekoppelt ist, und ein zweites Koppelelement 18, das an das Antrieb selement 9 des zweiten Kapselungsgehäuses 4 gekoppelt ist, sind auf voneinander verschiedenen Seiten der Antriebsach senebene 29 angeordnet. Das dritte Koppelelement 19, das an das Antriebselement 9 des dritten Kapselungsgehäuses 3 gekop pelt ist, ist auf einer anderen Seite der Symmetrieachsenebe ne 27 aus die anderen beiden Koppelelemente 17, 18 angeord net. Der Abstand d ist größer als die Summe des maximalen Querschnittdurchmessers eines Koppelelements 17, 18, 19 und der Hälfte des maximalen Querschnittdurchmessers eines An triebselements 9.

Figur 2 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel ei ner erfindungsgemäßen gasisolierten Schaltanlage 1. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 1 ge zeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen nur durch die Ausführung der Koppelelemente 17, 18, 19 und Getriebeeinhei ten 21. Die Koppelelemente 17, 18, 19 des zweiten Ausfüh rungsbeispiels sind jeweils als eine Koppelstange ausgebil det, die durch ihren Antrieb 23, 24, 25 entlang ihrer Koppel achse 13, 14, 15 verschiebbar ist. Jede Getriebeeinheit 21 ermöglicht, dass Verschiebungen des jeweiligen Koppelele ments 17, 18, 19 entlang dessen Koppelachse 13, 14, 15 Dre hungen des entsprechenden Antriebselements 9 um dessen An triebsachse 11 bewirken. In dem in Figur 2 gezeigten Ausfüh rungsbeispiel weist jede Getriebeeinheit 21 dazu ein Hebelge triebe auf. Alternativ kann jede Getriebeeinheit 21 aber bei spielsweise auch von einer an dem Koppelelement 17, 18, 19 angeordneten Zahnstange und einem an dem Antriebselement 9 angeordneten, in die Zahnstange eingreifenden Zahnrad gebil det werden.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen können die Kapselungsgehäuse 3, 4, 5 beispielsweise jeweils ein Gehäuse eines Leistungsschalters oder Erdungsschalters oder Trenn schalters sein. Ferner kann jedes Kapselungsgehäuse 3, 4, 5 beispielsweise einer Wechselstromphase eines Dreiphasenwech selstroms zugeordnet sein, um einen Strompfad der Wechsels- tromphase zu unterbrechen und zu schließen. Die in den Figu ren gezeigten Ausführungsbeispiele können beispielsweise je weils dahingehend abgewandelt werden, dass statt eines sepa raten Antriebs 23, 24, 25 für jedes Koppelelement 17, 18, 19 ein gemeinsamer Antrieb für alle Koppelelemente 17, 18, 19 vorgesehen ist.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.