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Patent Searching and Data


Title:
HIGH-VOLTAGE OR MEDIUM-VOLTAGE SWITCHING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/043544
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to controlling a high-voltage or medium-voltage switching device (10), by means of which an operating circuit is switched, for which purpose the high-voltage or medium-voltage switching device (10) comprises at least two series-connected switching units (UE1, UE2) having a tight housing, wherein in each case at least two contact elements (12, 14) are arranged in the housings in order to form a switching path (16), of which at least one of the contact elements (12) is moved to change a switching state of the respective switching unit (UE1, UE2), wherein the at least two contact elements (12, 14) make contact in a switched-on switching state and the at least two contact elements (12, 14) are arranged spaced apart from one another in a switched-off switching state, wherein electric currents (I1*, I2*) of the switching units (UE1, UE2) that are detected by means of current sensors are compared with one another and switching times (t1, t2) of the switching units (UE1, UE2) are set individually depending on the comparison in the case of a transition between the switched-on switching state and the switched-off switching state.

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Inventors:
BENKERT KATRIN (DE)
KOLETZKO MARTIN (DE)
NIKOLIC PAUL GREGOR (DE)
RETTENMAIER THOMAS (DE)
WENZEL NORBERT (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/072204
Publication Date:
March 05, 2020
Filing Date:
August 20, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H01H9/54; H01H33/14; H01H33/16; H01H33/59; H02H3/02; H02H7/00
Foreign References:
DE102016201651A12016-11-03
DE1236052B1967-03-09
US4209814A1980-06-24
DE102016218683B42018-04-05
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Claims:
Patentansprüche

1. Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät (10) zum Schalten eines mit Hoch- oder Mittelspannung beaufschlagten Betriebs stromkreises, mit wenigstens zwei in Reihe geschalteten elektromechanischen Schalteinrichtungen (UE1, UE2) und we nigstens einem Symmetrierelement (SEI, SE2), das zu wenigs tens einer der wenigstens zwei Schalteinrichtungen (UE1, UE2) parallelgeschaltet ist, wobei jede der Schalteinrichtungen (UE1, UE2) ein dichtes Gehäuse aufweist, in dem wenigstens zwei Kontaktelemente (12, 14) zum Ausbilden einer Schaltstre cke (16) angeordnet sind, von denen wenigstens eines der Kon taktelemente (12) verfahrbar ausgebildet ist, wobei die

Schalteinrichtungen (UE1, UE2) derart ausgebildet sind, dass sich die wenigstens zwei Kontaktelemente (12, 14) in einem eingeschalteten Schaltzustand kontaktieren und die wenigstens zwei Kontaktelemente (12, 14) in einem ausgeschalteten

Schaltzustand beabstandet zueinander angeordnet sind,

gekennzeichnet durch

eine Steuereinheit (18), die ausgebildet ist, mittels

Stromsensoren (26, 28) erfasste elektrische Ströme (Ii*, I2*) der Schalteinrichtungen (UE1, UE2) miteinander zu vergleichen und SchaltZeitpunkte (ti, t2) der Schalteinrichtungen (UE1, UE2) bei einem Übergang zwischen dem eingeschalteten Schalt zustand und dem ausgeschalteten Schaltzustand abhängig von dem Vergleich individuell einzustellen.

2. Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Steuereinheit ausgebildet ist, mittels Spannungssensoren erfasste elektrische Spannun gen (Ul, U2) der Schalteinrichtungen (UE1, UE2) mit entspre chenden zugeordneten Bemessungsspannungen der Schalteinrich tungen (UE1, UE2) zu vergleichen und die SchaltZeitpunkte (ti, t2) der Schalteinrichtungen (UE1, UE2) bei einem Über gang vom eingeschalteten Schaltzustand zum ausgeschalteten Schaltzustand abhängig von den Vergleichen individuell einzu stellen, sodass die jeweils erfasste elektrische Spannung (Ul, U2) kleiner als die jeweils zugeordnete Bemessungsspan nung ist.

3. Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät (10) zum Schalten eines mit Hoch- oder Mittelspannung beaufschlagten Betriebs stromkreises, mit wenigstens zwei in Reihe geschalteten elektromechanischen Schalteinrichtungen (UE1, UE2), wobei je de der Schalteinrichtungen (UE1, UE2) ein dichtes Gehäuse aufweist, in dem jeweils wenigstens zwei Kontaktelemente (12, 14) zum Ausbilden einer Schaltstrecke (16) angeordnet sind, von denen wenigstens eines der Kontaktelemente (12) verfahr bar ausgebildet ist, wobei die Schalteinrichtungen (UE1, UE2) derart ausgebildet sind, dass sich die wenigstens zwei Kon taktelemente (12, 14) in einem eingeschalteten Schaltzustand kontaktieren und die wenigstens zwei Kontaktelemente (12, 14) in einem ausgeschalteten Schaltzustand beabstandet zueinander angeordnet sind,

gekennzeichnet durch

eine Steuereinheit (18), die ausgebildet ist, mittels Span nungssensoren erfasste elektrische Spannungen (Ul, U2) der Schalteinrichtungen (UE1, UE2) mit entsprechenden zugeordne ten Bemessungsspannungen der Schalteinrichtungen (UE1, UE2) zu vergleichen und SchaltZeitpunkte (ti, t2) der Schaltein richtungen (UE1, UE2) bei einem Übergang zwischen dem einge schalteten Schaltzustand und dem ausgeschalteten Schaltzu stand abhängig von den Vergleichen individuell einzustellen, sodass die jeweils erfasste elektrische Spannung (Ul, U2) kleiner als die jeweils zugeordnete Bemessungsspannung ist.

4. Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät nach Anspruch 3, ge kennzeichnet durch wenigstens ein Symmetrierelement (SEI, SE2), das zu wenigstens einer der wenigstens zwei Schaltein richtungen (UE1, UE2) parallelgeschaltet ist.

5. Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (18) ausge bildet ist, mittels Stromsensoren (26, 28) erfasste elektri sche Ströme (Ii*, I2*) der Schalteinrichtungen (UE1, UE2) mit- einander zu vergleichen und die SchaltZeitpunkte (ti, t2) der Schalteinrichtungen (UE1, UE2) bei einem Übergang vom einge schalteten Schaltzustand zum ausgeschalteten Schaltzustand abhängig von dem Vergleich individuell einzustellen.

6. Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigs tens eines der Kontaktelemente (12, 14) einer jeweiligen der Schalteinrichtungen (UE1, UE2) einen Werkstoff aufweist, der frei bewegliche Ladungsträger aus einer vorgegebenen Umgebung des wenigstens einen der Kontaktelemente (12, 14) aufnimmt.

7. Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die

SchaltZeitpunkte (ti, t2) um höchstens 2 ms, vorzugsweise höchstens 1 ms, gegenüber einem Ausschaltsignal (24) für das Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät (10) verzögert sind.

8. Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät nach einem der vor hergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Antriebsein heit (20), die zum Verfahren der wenigstens einen verfahrbar ausgebildeten Kontaktelemente (12) der Schalteinrichtungen (UE1, UE2) mit diesen derart mechanisch gekoppelt ist, dass jeweilige SchaltZeitpunkte (ti, t2) der Schalteinrichtungen (UE1, UE2) abhängig von wenigstens einem von der Steuerein heit (18) bereitgestellten Steuersignal individuell einstell bar sind.

9. Verfahren zum Steuern eines Hoch- oder Mittelspannungs schaltgeräts (10), mittels dem ein mit Hoch- oder Mittelspan nung beaufschlagter Betriebsstromkreis geschaltet wird, zu welchem Zweck das Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät (10) wenigstens zwei in Reihe geschaltete elektromechanische

Schalteinrichtungen (UE1, UE2) mit einem dichten Gehäuse um fasst, wobei wenigstens ein Symmetrierelement (SEI, SE2) zu wenigstens einer der wenigstens zwei Schalteinrichtungen (UE1, UE2) parallelgeschaltet ist, wobei in den Gehäusen je weils wenigstens zwei Kontaktelemente (12, 14) zum Ausbilden einer Schaltstrecke (16) angeordnet ist, von denen wenigstens eines der Kontaktelemente (12) zum Wechseln eines Schaltzu stands der jeweiligen Schalteinrichtung (UE1, UE2) verfahren wird, wobei sich die wenigstens zwei Kontaktelemente (12, 14) in einem eingeschalteten Schaltzustand kontaktieren und die wenigstens zwei Kontaktelemente (12, 14) in einem ausgeschal teten Schaltzustand beabstandet zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass

mittels Stromsensoren erfasste elektrische Ströme (Ii*, I2*) der Schalteinrichtungen (UE1, UE2) miteinander verglichen werden und SchaltZeitpunkte (ti, t2) der Schalteinrichtungen (UE1, UE2) bei einem Übergang zwischen dem eingeschalteten Schaltzustand und dem ausgeschalteten Schaltzustand abhängig von dem Vergleich individuell eingestellt werden.

10. Verfahren zum Steuern eines Hoch- oder Mittelspannungs schaltgeräts (10), mittels dem ein mit Hoch- oder Mittelspan nung beaufschlagter Betriebsstromkreis geschaltet wird, zu welchem Zweck das Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät (10) wenigstens zwei in Reihe geschaltete elektromechanische

Schalteinrichtungen (UE1, UE2) mit einem dichten Gehäuse um fasst, wobei in den Gehäusen jeweils wenigstens zwei Kontak telemente (12, 14) zum Ausbilden einer Schaltstrecke (16) an geordnet sind, von denen wenigstens eines der Kontaktelemente (12) zum Wechseln eines Schaltzustands der jeweiligen Schalt einrichtung (UE1, UE2) verfahren wird, wobei sich die wenigs tens zwei Kontaktelemente (12, 14) in einem eingeschalteten Schaltzustand kontaktieren und die wenigstens zwei Kontakte lemente (12, 14) in einem ausgeschalteten Schaltzustand beab standet zueinander angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

mittels Spannungssensoren erfasste elektrische Spannungen (Ul, U2) der Schalteinrichtungen (UE1, UE2) mit entsprechen den zugeordneten Bemessungsspannungen der Schalteinrichtungen (UE1, UE2) verglichen werden und SchaltZeitpunkte (ti, t2) der Schalteinrichtungen (UE1, UE2) bei einem Übergang zwi schen dem eingeschalteten Schaltzustand und dem ausgeschalte ten Schaltzustand abhängig von den Vergleichen individuell eingestellt werden, sodass die jeweils erfasste elektrische Spannung (Ul, U2) kleiner als die jeweils zugeordnete Bemes sungsspannung ist.

Description:
Beschreibung

Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät

Die Erfindung betrifft ein Hoch- oder Mittelspannungsschalt gerät zum Schalten eines mit Hoch- oder Mittelspannung beauf schlagten Betriebsstromkreises, mit wenigstens zwei in Reihe geschalteten elektromechanischen Schalteinrichtungen und we nigstens einem Symmetrierelement, das zu wenigstens einer der wenigstens zwei Schalteinrichtungen parallelgeschaltet ist, wobei jede der Schalteinrichtungen ein dichtes Gehäuse auf weist, in dem wenigstens zwei Kontaktelemente zum Ausbilden einer Schaltstrecke angeordnet sind, von denen wenigstens ei nes der Kontaktelemente verfahrbar ausgebildet ist, wobei die Schalteinrichtungen derart ausgebildet sind, dass sich die wenigstens zwei Kontaktelemente in einem eingeschalteten Schaltzustand kontaktieren und die wenigstens zwei Kontakte lemente in einem ausgeschalteten Schaltzustand beabstandet zueinander angeordnet sind. Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät zum Schalten eines mit Hoch- oder Mittelspannung beaufschlagten Betriebs stromkreises, mit wenigstens zwei in Reihe geschalteten elektromechanischen Schalteinrichtungen, wobei jede der

Schalteinrichtungen ein dichtes Gehäuse aufweist, in dem je weils wenigstens zwei Kontaktelemente zum Ausbilden einer Schaltstrecke angeordnet sind, von denen wenigstens eines der Kontaktelemente verfahrbar ausgebildet ist, wobei die Schalt einrichtungen derart ausgebildet sind, dass sich die wenigs tens zwei Kontaktelemente in einem eingeschalteten Schaltzu stand kontaktieren und die wenigstens zwei Kontaktelemente in einem ausgeschalteten Schaltzustand beabstandet zueinander angeordnet sind. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Steuern eines Hoch- oder Mittelspannungs- schaltgeräts , mittels dem ein mit Hoch- oder Mittelspannung beaufschlagter Betriebsstromkreis geschaltet wird, zu welchem Zweck das Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät wenigstens zwei in Reihe geschaltete elektromechanische Schalteinrich tungen mit einem dichten Gehäuse umfasst, wobei wenigstens ein Symmetrierelement zu wenigstens einer der wenigstens zwei Schalteinrichtungen parallelgeschaltet ist, wobei in den Ge häusen jeweils wenigstens zwei Kontaktelemente zum Ausbilden einer Schaltstrecke angeordnet ist, von denen wenigstens ei nes der Kontaktelemente zum Wechseln eines Schaltzustands der jeweiligen Schalteinrichtung verfahren wird, wobei sich die wenigstens zwei Kontaktelemente in einem eingeschalteten Schaltzustand kontaktieren und die wenigstens zwei Kontakte lemente in einem ausgeschalteten Schaltzustand beabstandet zueinander angeordnet sind. Schließlich betrifft die Erfin dung auch ein Verfahren zum Steuern eines Hoch- oder Mit telspannungsschaltgeräts, mittels dem ein mit Hoch- oder Mit telspannung beaufschlagter Betriebsstromkreis geschaltet wird, zu welchem Zweck das Hoch- oder Mittelspannungsschalt gerät wenigstens zwei in Reihe geschaltete elektromechanische Schalteinrichtungen mit einem dichten Gehäuse umfasst, wobei in den Gehäusen jeweils wenigstens zwei Kontaktelemente zum Ausbilden einer Schaltstrecke angeordnet sind, von denen we nigstens eines der Kontaktelemente zum Wechseln eines Schalt zustands der jeweiligen Schalteinrichtung verfahren wird, wo bei sich die wenigstens zwei Kontaktelemente in einem einge schalteten Schaltzustand kontaktieren und die wenigstens zwei Kontaktelemente in einem ausgeschalteten Schaltzustand beab standet zueinander angeordnet sind.

Schaltgeräte der gattungsgemäßen Art sind im Stand der Tech nik umfänglich bekannt, so zum Beispiel aus der

DE 10 2016 218 683 B4, die eine Anordnung und ein Verfahren zum Schalten von Hochspannungen offenbart. Gattungsgemäße Hochspannungsschaltgeräte werden häufig im Bereich der elektrischen Energieversorgung, insbesondere der Verteilung von elektrischer Energie, genutzt. Um Übertragungsverluste bei der Verteilung der elektrischen Energie möglichst gering zu halten, insbesondere wenn große Entfernungen überbrückt werden sollen, ist es üblich, für die Übertragung der

elektrischen Energie große elektrische Spannungen zu nutzen, beispielsweise im Bereich der Mittel- oder Hochspannung, wodurch insbesondere resistive Verluste sowie auch Aufwand für entsprechend auszugestaltende elektrische Leiter gering gehalten werden kann. Zu beachten ist jedoch, dass aufgrund der Höhe der Betriebsspannung besondere Anforderungen hin sichtlich der Isolation und der elektrischen Sicherheit zu beachten sind. Diese sind jedoch zumindest teilweise durch Normung erfasst.

Der Betriebsstromkreis ist ein Stromkreis, bei dem im bestim mungsgemäßen Betrieb in einem ungestörten Zustand ein vorge gebener Betriebsstrom strömt. Dieser Strom kann vorzugsweise dauerhaft im Betriebsstromkreis geführt werden. Der Betriebs stromkreis kann somit zum Beispiel zumindest ein Teil eines elektrischen Energieversorgungsnetzes, insbesondere ein Mit telspannungsnetz oder ein Hochspannungsnetz, sein. Jedoch ist der Betriebsstromkreis nicht auf die Anwendung bei Mit telspannung oder Hochspannung begrenzt. Er kann natürlich auch bei einer Niederspannung zum Einsatz kommen, insbesonde re bei einer Niederspannung gemäß der Richtlinie 2014/35/EU des Europäischen Parlaments und des Rates vom 26. Februar 2014 zur Harmonisierung der Rechtsvorschriften der Mitglied staaten über die Bereitstellung elektrischer Betriebsmittel zur Verwendung innerhalb bestimmter Spannungsgrenzen auf dem Markt. Niederspannung meint somit insbesondere eine Wechsel spannung zwischen etwa 50 V und etwa 1000 V beziehungsweise eine Gleichspannung zwischen etwa 75 V und etwa 1500 V. Mit telspannung meint insbesondere eine elektrische Wechselspan nung zwischen etwa 1000 V bis etwa 52 kV. Hochspannung meint insbesondere eine Wechselspannung, die größer als etwa 52 kV, insbesondere größer als etwa 60 kV, vorzugsweise größer als etwa 63 kV, ist.

Vorzugsweise dient deshalb der Betriebsstromkreis dazu, elektrische Einrichtungen, wie zum Beispiel elektrische Ver braucher, elektrische Energieerzeuger und/oder dergleichen, zum Zwecke des Austauschens von elektrischer Energie mitei nander elektrisch zu koppeln. Der Betriebsstrom ist deshalb ein elektrischer Strom, der dazu dient, die elektrische Ener- gie zwischen den an dem Betriebsstromkreis angeschlossenen elektrischen Einrichtungen zu verteilen.

Ein Schaltgerät, insbesondere ein Hochspannungsschaltgerät beziehungsweise ein Mittelspannungsschaltgerät, ist eine vor zugsweise elektromechanische Einrichtung, die dazu dient, ei ne Schaltfunktionalität für den Betriebsstromkreis bereitzu stellen, sodass abhängig von einem Schaltzustand des Schalt geräts eine elektrische Verbindung in dem Betriebsstromkreis hergestellt oder unterbrochen ist. Das Schaltgerät kann dabei als Leistungsschalter, als Lastschalter oder dergleichen aus gebildet sein.

Leistungsschalter sind Schaltgeräte, die für das Schalten von großen elektrischen Strömen ausgelegt sind. Vorzugsweise kön nen sie nicht nur reguläre Betriebsströme bis zu einem Bemes sungsstrom und gegebenenfalls auch geringfügige Überlastströ- me schalten, sondern sie können zumindest teilweise bei einem Fehler im Betriebsstromkreis auch sehr große Überlastströme, insbesondere Kurzschlussströme, einschalten, derartige Ströme für eine vorgegebene Zeit führen und vorzugsweise auch sicher ausschalten, insbesondere ohne dadurch Schaden zu nehmen. Da gegen dienen Lastschalter zum Einschalten beziehungsweise Ausschalten von elektrischen Betriebsmitteln und/oder Anla genteilen in einem ungestörten Betriebszustand. Ein Schalt vermögen des Lastschalters ist daher in der Regel für einen Bemessungsstrom ausgelegt. Daneben gibt es auch noch Lastt rennschalter, die durch eine Kombination von einem Lastschal ter und einem Trennschalter gebildet sein können, wobei ein Trennschalter sich in der Regel dadurch auszeichnet, dass er nur ein sehr kleines Schaltvermögen in Bezug auf den Schalt vorgang aufweist, jedoch einen großen Strom im eingeschalte ten Schaltzustand zu führen vermag.

Schaltgeräte der gattungsgemäßen Art sind darüber hinaus auch durch die Normung erfasst, so zum Beispiel durch die

IEC 62271, insbesondere Teil 100, sowie weitere. Schaltgeräte der gattungsgemäßen Art können dem Grunde nach einpolig oder auch mehrpolig ausgebildet sein, und zwar vorzugsweise ange passt an den Betriebsstromkreis. Die Anzahl der Pole des Be triebsstromkreises kann zum Beispiel abhängig von der Anzahl der Phasen des Betriebsstromkreises sein, wenn der Betriebs stromkreis durch ein mehrphasiges Wechselspannungsnetz oder dergleichen gebildet ist.

Nicht nur aber besonders im Bereich der Hochspannung aber auch im Bereich der Mittelspannung ist es mittlerweile üb lich, dass das Schaltgerät zwei oder auch mehrere in Reihe geschaltete elektromechanische Schalteinrichtungen aufweist. Die elektromechanische Schalteinrichtung kann dem Grunde nach selbst ein Leistungsschalter, ein Lastschalter oder derglei chen sein. In der Regel umfasst die elektromechanische

Schalteinrichtung ein dichtes Gehäuse, welches vorzugsweise wenigstens zwei Schalteinrichtungsanschlüsse aufweist. Zwi schen den beiden Schalteinrichtungsanschlüssen wird mittels einer in den jeweiligen Gehäusen angeordneten Kontaktelemen ten eine Schaltstrecke ausgebildet. Zu diesem Zweck weist je de der Schalteinrichtungen wenigstens zwei Kontaktelemente auf, von denen wenigstens eines der Kontaktelemente verfahr bar ausgebildet ist.

Die Kontaktelemente sind in der Regel zumindest teilweise durch einen elektrisch leitfähigen Werkstoff gebildet, wobei ein jeweiliges der wenigstens zwei Kontaktelemente mit einem jeweiligen von wenigstens zwei Schalteinrichtungseinschlüssen der Schalteinrichtung elektrisch gekoppelt sein kann. Die Schalteinrichtung ist derart ausgebildet, dass sich die we nigstens zwei Kontaktelemente in einem eingeschalteten

Schaltzustand kontaktieren, sodass die Schaltstrecke ge schlossen ist. In einem ausgeschalteten Schaltzustand sind dagegen die wenigstens zwei Kontaktelemente beabstandet zuei nander angeordnet. Durch den Abstand der Kontaktelemente ist eine Unterbrechung der Schaltstrecke bereitgestellt, sodass ein Stromfluss im Wesentlichen unterbrochen ist. Für Mittelspannungsschaltgeräte sowie auch für Hochspannungs schaltgeräte ist es üblich, dass das dichte Gehäuse entweder evakuiert ist, wodurch dann eine Vakuumschalteinrichtung ge bildet ist, oder mit einem geeigneten, elektrisch isolieren den Fluid, insbesondere einem Gas oder auch einem Öl gefüllt ist, wodurch dann ein Fluid- beziehungsweise Gasschaltgerät beziehungsweise Ölschaltgerät gebildet wird. Als Fluid kommt beispielsweise ein Gas wie SF 6 , gegebenenfalls auch in Kombi nation mit weiteren Gasen wie Stickstoff, Kohlendioxid oder dergleichen in unterschiedlichsten Mischungen zum Einsatz. Darüber hinaus kann als Gas auch eine Gasmischung zum Einsatz kommen, die zum Beispiel Heptaflurbutyronitril in ihren un terschiedlichen Isomeren umfassen kann.

Häufig ist vorgesehen, dass zum Schalten großer elektrischer Spannungen, insbesondere im Bereich der Hochspannung, teil weise jedoch auch im Bereich der Mittelspannung, mehrere Schalteinrichtungen in Reihe geschaltet sind. Diese Schalt einrichtungen werden im bestimmungsgemäßen Betrieb gemeinsam geschaltet, um den Schaltzustand des Schaltgeräts bereitstel len zu können. Im ausgeschalteten Schaltzustand des Schaltge räts sind somit auch die Schalteinrichtungen selbst im ausge schalteten Schaltzustand und umgekehrt. Das Gleiche gilt in der Regel auch für den eingeschalteten Schaltzustand . Bemes sungsspannungen der Schalteinrichtungen können kleiner als eine elektrische Betriebsspannung des Betriebsstromkreises sein .

Gerade wenn die elektrische Betriebsspannung des Betriebs stromkreises größer als die Bemessungsspannungen der Schalt einrichtungen des Schaltgerätes ist, ist es wichtig, dass die einzelnen Schaltvorgänge der Schalteinrichtungen möglichst gut synchronisiert zueinander erfolgen, damit bereits während eines Schaltvorgangs beziehungsweise einem Wechsel zwischen den Schaltzuständen eine geeignete Spannungsaufteilung auf die Schalteinrichtungen erfolgt, sodass keine der Schaltein richtungen während des Schaltvorgangs, das heißt, dem Wechsel zwischen einem eingeschalteten Schaltzustand und dem ausge schalteten Schaltzustand, überlastet wird.

Für Hoch- oder Mittelspannungsschaltgeräte werden häufig pa rallelgeschaltete Steuerelemente nach Art von Symmetrierele- menten wie zum Beispiel Kondensatoren, Widerstände, Kombina tionsschaltungen hiervon oder dergleichen eingesetzt, um bei einer Reihenschaltung von mehreren Schalteinrichtungen eine möglichst gleichmäßige Aufteilung der Betriebsspannung auf die Schalteinrichtungen zu erreichen. Dies gilt insbesondere für gasgefüllte Schalteinrichtungen.

Die Entwicklung klimaneutraler Schaltgeräte für die Hoch- o- der Höchstspannungsebene macht eine Reihenschaltung von meh reren vakuumbasierten Schalteinrichtungen oder die Reihen schaltung von gasgefüllten und vakuumbasierten Schalteinrich tungen sowie insbesondere auch Kombinationen hiervon notwen dig. In Abhängigkeit der jeweiligen Konstruktion zeigen vaku umbasierte Schalteinrichtungen unterschiedliche Nachströme bei einem Übergang von einem eingeschalteten Schaltzustand zum ausgeschalteten Schaltzustand . Dadurch können sich Be triebsbedingungen während des Schaltvorgangs, beispielsweise in Bezug auf ein Aufladen von Steuerkondensatoren als Symet- rierelementen, in so ungünstiger Weise ändern, dass die hier durch bewirkte Steuerung beziehungsweise Spannungssymmetrie rung über die Schalteinrichtungen wirkungslos wird und somit eine Bemessungsspannung der Schalteinrichtungen bei einer o- der mehrerer der in Reihe geschalteten Schalteinrichtungen überschritten werden kann. Dies kann eine Beschädigung oder Zerstörung der entsprechenden Schalteinrichtungen und damit des gesamten Schaltgeräts zur Folge haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schaltverhalten insbesondere in Bezug auf ein Ausschalten des Hoch- oder Mit telspannungsschaltgeräts zu verbessern, und zwar insbesondere auch dann, wenn das Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät zu mindest teilweise vakuumbasierte Schalteinrichtungen umfasst. Als Lösung werden mit der Erfindung Hoch- oder Mittelspan- nungsschaltgeräte sowie Verfahren zu deren Steuerung gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagen.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich durch Merkmale der abhängigen Ansprüche.

Gemäß einem ersten Aspekt wird für ein Hoch- oder Mittelspan- nungsschaltgerät der gattungsgemäßen Art, bei dem wenigstens ein Symmetrieelement zu wenigstens einer Schalteinrichtung parallelgeschaltet ist, insbesondere vorgeschlagen, dass das Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät eine Steuereinheit auf weist, die ausgebildet ist, mittels Stromsensoren erfasste elektrische Ströme der Schalteinrichtungen miteinander zu vergleichen und Schalt Z eitpunkte der Schalteinrichtungen bei einem Übergang zwischen dem eingeschalteten Schaltzustand und dem ausgeschalteten Schaltzustand abhängig von dem Vergleich individuell einzustellen.

Bezüglich eines Hoch- oder Mittelspannungsschaltgeräts wird gemäß einem zweiten Aspekt unabhängig vom Vorhandensein von Symmetrierelementen vorgeschlagen, dass das Hoch- oder Mit telspannungsschaltgerät eine Steuereinheit aufweist, die aus gebildet ist, mittels Spannungssensoren erfasste elektrische Spannungen der Schalteinrichtungen mit entsprechenden zuge ordneten Bemessungsspannungen der Schalteinrichtungen zu ver gleichen und Schalt Z eitpunkte der Schalteinrichtungen bei ei nem Übergang zwischen dem eingeschalteten Schaltzustand und dem ausgeschalteten Schaltzustand abhängig von den Verglei chen individuell einzustellen, sodass die jeweils erfasste elektrische Spannung kleiner als die jeweils zugeordnete Be messungsspannung ist.

Bezüglich eines gattungsgemäßen Verfahrens wird gemäß dem ersten Aspekt insbesondere vorgeschlagen, dass mittels

Stromsensoren erfasste elektrische Ströme der Schalteinrich tungen miteinander zu verglichen werden und Schalt Z eitpunkte der Schalteinrichtungen bei einem Übergang zwischen dem ein- geschalteten Schaltzustand und dem ausgeschalteten Schaltzu stand abhängig von dem Vergleich individuell eingestellt wer den .

Bezüglich eines gattungsgemäßen Verfahrens wird zum zweiten Aspekt insbesondere vorgeschlagen, dass mittels Spannungs sensoren erfasste elektrische Spannungen der Schalteinrich tungen mit entsprechenden zugeordneten Bemessungsspannungen der Schalteinrichtungen verglichen werden und Schalt Z eitpunk te der Schalteinrichtungen bei einem Übergang zwischen dem eingeschalteten Schaltzustand und dem ausgeschalteten Schalt zustand abhängig von den Vergleichen individuell eingestellt werden, sodass die jeweils erfasste elektrische Spannung kleiner als die jeweils zugeordnete Bemessungsspannung ist.

Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, dass durch individu elles Beeinflussen der Schalt Z eitpunkte der Schalteinrichtun gen während eines Schaltvorgangs eine Spannungsverteilung der Betriebsspannung des Betriebsstromkreises auf die Schaltein richtungen des Hoch- oder Mittelspannungsschaltgeräts beein flusst werden kann. Zu diesem Zweck ist die Antriebseinheit ausgebildet, die entsprechenden verfahrbar ausgebildeten Kon taktelemente der jeweiligen Schalteinrichtungen in geeigneter Weise individuell antreiben zu können. Dadurch ist es mög lich, den jeweiligen Schaltvorgang so auszuführen, dass die jeweilige Bemessungsspannung der entsprechenden Schaltein richtung nicht überschritten wird. Zu diesem Zweck können Startbedingungen für das Einleiten des jeweiligen Schaltvor gangs gezielt ausgewählt werden.

Die Erfindung erlaubt es also, auch Schalteinrichtungen un terschiedlicher Bauart mit zum Teil recht abweichenden

Schalteigenschaften in Bezug auf einen Schaltvorgang in Reihe zu schalten und trotzdem so zu synchronisieren, dass ein zu verlässiger Schaltvorgang des Schaltgeräts insgesamt reali siert werden kann. Dabei basiert die Erfindung auf der Erkenntnis, dass in der Regel der Ausschaltvorgang gegenüber dem Einschaltvorgang der kritischere Schaltvorgang ist, weil üblicherweise ein Unter brechen eines Stromflusses mittels des Hoch- oder Mittelspan- nungsschaltgeräts beziehungsweise einer Schalteinrichtung zu mindest kurzzeitig zu einer Lichtbogenerscheinung zwischen den sich öffnenden Kontaktelementen führen kann, insbesondere weil ein Abstand zwischen den Kontaktelementen zu Beginn ei nes mechanischen Trennvorgangs noch nicht für eine elektri sche Isolation ausreichend ist und/oder gegebenenfalls auch bewegliche Ladungsträger im Bereich der Trennstrecke noch vorhanden sind. Darüber hinaus kann der hierbei entstehende Lichtbogen weitere Ladungsträger freisetzen, die die Lichtbo generscheinung verstärken beziehungsweise deren Einwirkungs dauer vergrößern. Weil ein derartiger Lichtbogen nicht nur einen in der Regel unerwünschten weiteren Stromfluss zur Fol ge hat, sondern zugleich auch die Kontaktelemente beziehungs weise die Schalteinrichtung insgesamt ungünstig belasten kann, kann die Lebensdauer der Schalteinrichtung ungünstig beeinträchtigt sein. Die Lichtbogenerscheinung soll deshalb möglichst reduziert beziehungsweise vermieden werden.

Die Erfindung basiert nun auf dem weiteren Gedanken, dass durch ein geeignetes, synchronisiertes Durchführen des

Schaltvorgangs von jeder der Schalteinrichtungen die ungüns tigen Auswirkungen, insbesondere des Lichtbogens, aber auch einer ungünstigen Spannungsverteilung über die auszuschalten den Schalteinrichtungen des Hoch- oder Mittelspannungsschalt geräts während des Schaltvorgangs reduziert werden können.

Die Erfindung basiert also insbesondere auf einer dynamischen Beeinflussung eines Nachstroms, der beispielsweise durch eine Lichtbogenerscheinung hervorgerufen sein kann, und zwar nicht nur bei vakuumbasierten Schalteinrichtungen sondern zum Bei spiel auch bei gasisolierten Schalteinrichtungen. Durch eine Beeinflussung von Startbedingungen für den Schaltvorgang be ziehungsweise eine Stromunterbrechung des Betriebsstroms kann die Spannungsverteilung über die in Reihe geschalteten Schalteinrichtungen verbessert werden, indem eine optimierte Steuerung in Bezug auf die Spannungsaufteilung mittels der Steuereinheit realisiert wird.

Dabei berücksichtigt die Erfindung, dass mittels des Verfah rens der Erfindung eine Ionendichte beziehungsweise eine La dungsträgerdichte im Bereich der Schaltstrecke beeinflusst werden kann. Dies kann dadurch erreicht werden, dass ein dy namisches Verhalten der Antriebseinheit, beispielsweise ei ner kinematischen Kette der Antriebseinheit oder dergleichen, wie zum Beispiel unterschiedliche Kontakttrennungszeitpunkte und/oder Kontakttrennungsgeschwindigkeiten beziehungsweise Gesamthübe oder dergleichen, eingestellt wird.

Gerade bei Ausschaltvorgängen als Schaltvorgängen wird im Be reich der Hochspannung beziehungsweise der Mittelspannung häufig vorgesehen, dass der Ausschaltvorgang möglichst im Be reich einer Nullstelle des Stromes beziehungsweise der elektrischen Spannung des Betriebsstromkreises erfolgt.

Anders als bei Niederspannung lässt sich nämlich ein hierbei regelmäßig entstehender Lichtbogen nicht ohne weiteres Lö schen, insbesondere auch nicht mittels Funkenlöschelementen, sodass die Schalteinrichtungen beziehungsweise das Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät einer teilweise erheblichen Bean spruchung ausgesetzt ist. Bei einem Betriebsstromkreis, der mit Wechselspannung beziehungsweise Wechselstrom beaufschlagt ist, können hierdurch hervorgerufene Nullstellen der Wechsel spannung beziehungsweise des Wechselstroms genutzt werden, um diese Beanspruchung zu reduzieren. Ist der Betriebsstromkreis hingegen mit einer Gleichspannung beziehungsweise mit einem Gleichstrom beaufschlagt, kann zur Durchführung des Schalt vorgangs eine entsprechende Nullstelle der Gleichspannung be ziehungsweise des Gleichstroms beispielsweise mittels eines separaten Schaltung hervorgerufen werden.

Dabei zeigt sich, dass aufgrund im Bereich der Schaltstrecke vorhandener Ladungsträger das Problem besteht, dass trotz sich nicht mehr kontaktierender Kontaktelemente wegen der La- dungsträger ein Stromfluss einsetzen kann, der insbesondere in Verbindung mit den Symmetrierelementen zu einer uner wünscht asymmetrischen Spannungsbelastung der Schalteinrich tungen des Hoch- oder Mittelspannungsschaltgeräts führen kann. Diese Asymmetrie kann sogar dazu führen, dass die Be messungsspannung von wenigstens einer der Schalteinrichtungen überschritten wird.

Die Steuereinheit kann nun, insbesondere durch Erfassen der Ströme gemäß dem ersten Aspekt, aber auch durch Erfassen der Spannungen gemäß dem zweiten Aspekt, aufgrund dieser Ladungs träger die Schalt Z eitpunkte entsprechend ermitteln, sodass das Überschreiten der Bemessungsspannung weitgehend vermieden werden kann. Dabei können vorzugsweise natürlich auch schalt einrichtungsspezifische Eigenschaften zumindest ergänzend be rücksichtigt werden. Besonders vorteilhaft können die Schalt zeitpunkte derart ermittelt werden, dass die Schalteinrich tungsströme vorzugsweise im Wesentlichen gleich groß sind, und zwar insbesondere auch, wenn die Schalteinrichtungen un terschiedlichen Typs sind.

Das Gleiche gilt dem Grunde nach für beide Aspekte, also ins besondere für den ersten Aspekt, bei dem wenigstens ein Sym- metrierelement zu wenigstens einer Schalteinrichtung paral lelgeschaltet ist. Hier kann sich nämlich beispielsweise er geben, dass die in Reihe geschalteten Schalteinrichtungen mit unterschiedlichen Strömen während des Schaltvorgangs beauf schlagt werden, wobei die Steuereinheit die jeweiligen Ströme in den Schalteinrichtungen selbst erfasst und auswertet und mittels wenigstens einem Steuersignal entsprechende Schaltre aktionen in den jeweiligen Schalteinrichtungen bewirkt. Dabei kann berücksichtigt werden, dass sich die Ströme der Schalt einrichtungen aufgrund der Symmetrierelemente zumindest wäh rend des Schaltvorgangs unsymmetrisch einstellen, sodass eine ungleichmäßige Spannungsbelastung auf die in Reihe geschalte ten Schalteinrichtungen des Hoch- oder Mittelspannungsschalt geräts einwirken können. Mit der Erfindung kann eine opti- mierte Steuerung in Bezug auf die Spannungsverteilung er reicht werden.

Das Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät braucht somit keine im Wesentlichen identischen Schalteinrichtungen aufzuweisen. Vielmehr können die Schalteinrichtungen des Hoch- oder Mit telspannungsschaltgeräts auch voneinander abweichend ausge bildet sein, das heißt, von unterschiedlichem Typ sein. Bei spielsweise kann eine Schalteinrichtung eine vakuumbasierte Schalteinrichtung sein, wohingegen eine andere Schalteinrich tung des gleichen Hoch- oder Mittelspannungsschaltgeräts eine gasbasierte Schalteinrichtung ist. Trotz unterschiedlicher Schalteinrichtungen bei einem einzelnen Hoch- oder Mittel spannungsschaltgerät kann mit der Erfindung eine gute Syn chronisation in Bezug auf das Schalten erreicht werden.

Gleichwohl kann die Erfindung natürlich auch bei Hoch- oder Mittelspannungsschaltgeräten zum Einsatz kommen, die im We sentlichen identische Schalteinrichtungen aufweisen.

Das Gehäuse der Schalteinrichtungen kann aus einem geeigneten Werkstoff wie Keramik, Kunststoff, Metall, Kombinationen hiervon, insbesondere Verbundwerkstoffe und/oder dergleichen gebildet sein. Das Gehäuse weist vorzugsweise elektrisch iso lierende Eigenschaften auf. In dem Gehäuse kann eine Schalt kontakteinheit angeordnet sein, die die zumindest zwei Kon taktelemente aufweist. Die Kontaktelemente können aus einem geeigneten elektrisch leitfähigen Werkstoff gebildet sein. Je nach konstruktiver Ausgestaltung der Schalteinrichtungen kann lediglich ein einziges der Kontaktelemente verfahrbar bezie hungsweise beweglich ausgebildet sein. Es kann aber auch vor gesehen sein, dass mehrere oder sogar sämtliche der Kontakte lemente verfahrbar beziehungsweise beweglich ausgebildet sind .

Die Kontaktelemente einer jeweiligen Schalteinrichtung sind vorzugsweise an entsprechende Schalteinrichtungsanschlüsse angeschlossen. Mittels der Kontaktelemente wird die Schalt strecke der Schalteinrichtung bereitgestellt. Um das wenigstens eine verfahrbar ausgebildete Kontaktelement in die gewünschte Schaltposition verfahren zu können, damit der jeweilige Schaltzustand realisiert werden kann, ist das wenigstens eine Kontaktelement mittels der Antriebseinheit in geeigneter Weise verfahrbar. Zu diesem Zweck kann die An triebseinheit einen entsprechenden, insbesondere individuel len, Aktuator aufweisen, mittels dem das Kontaktelement me chanisch in die gewünschte Schaltposition verfahren werden kann. Der Aktuator kann als elektromechanischer Aktuator, als pneumatischer Aktuator, als hydraulischer Aktuator aber auch als manuell betätigbarer Aktuator und/oder dergleichen ausge bildet sein. Darüber hinaus kann die Antriebseinrichtung eine entsprechende mechanische Kopplung umfassen, beispielsweise ein Getriebe oder dergleichen, um die Bewegung des Aktuators an eine erforderliche Bewegung des wenigstens einen verfahr bar ausgebildeten Kontaktelements anpassen zu können.

Die Steuereinheit kann vorzugsweise als elektrische Steuer einheit, insbesondere als elektronische Steuereinheit, ausge bildet sein. Sie kann vorzugsweise kommunikationstechnisch mit der Antriebseinheit gekoppelt sein und stellt wenigstens ein Steuersignal bereit, mittels welchem die Antriebseinheit in geeigneter Weise gesteuert werden kann. Vorzugsweise stellt die Steuereinheit für jede der Schalteinrichtungen ein eigenes Steuersignal bereit. Natürlich kann auch vorgesehen sein, dass die Steuereinheit zumindest auch teilweise Kombi nationssignale bereitstellt, damit die Antriebseinheit, ins besondere die Aktuatoren, in vorgebbarer Weise gesteuert wer den kann.

Gemäß dem zweiten Aspekt umfasst die Steuereinheit mittels Spannungssensoren jeweilige elektrische Spannungen an den Schalteinrichtungen und vergleicht diese mit zugeordneten Be messungsspannungen der Schalteinrichtungen. Die Bemessungs spannungen der Schalteinrichtungen können zuvor vorgegeben sein, beispielsweise bei einer Inbetriebnahme programmiert werden oder dergleichen. Darüber hinaus besteht natürlich die Möglichkeit, dass die Steuereinheit kommunikationstechnisch mit den Schalteinrichtungen verbunden ist und über die Kommu nikationsverbindung Daten bezüglich der Eigenschaften der je weiligen Schalteinrichtungen erhält. Diese Daten können die jeweilige Bemessungsspannung umfassen. Darüber hinaus können natürlich auch weitere Bemessungsgrößen von den Schaltein richtungen an die Steuereinheit übermittelt werden. Dadurch kann die Steuereinheit zuverlässig und insbesondere automati siert auf die jeweils in dem Schaltgerät vorhandenen Schalt einrichtungen eingestellt werden.

Ferner ist die Steuereinheit ausgebildet, ein Schaltsignal zu erfassen, welches dazu dient, dass das Hoch- oder Mittelspan- nungsschaltgerät seinen Schaltzustand entsprechend wechselt. Abhängig von diesem Schaltsignal erzeugt die Steuereinheit das wenigstens eine Steuersignal für die Antriebseinheit, um den Schaltvorgang entsprechend zu realisieren. Dabei wird ge mäß dem zweiten Aspekt die jeweilige elektrische Spannung an der jeweiligen Schalteinrichtung vorzugsweise im Wesentlichen kontinuierlich erfasst und mit der jeweiligen Bemessungsspan nung verglichen. Sobald eine der elektrischen Spannungen grö ßer als die Bemessungsspannung wird, reagiert die Steuerein heit nahezu unverzüglich mit dem wenigstens einen Steuersig nal, um das Schaltverhalten so zu verändern, dass diese er fasste elektrische Spannung wieder kleiner als die Bemes sungsspannung wird. Dadurch kann eine Überlastung von Schalt einrichtungen während des Schaltvorgangs vermieden werden.

Das Schaltsignal umfasst vorzugsweise zumindest ein Aus- schaltsignal . Alternativ oder ergänzend kann es auch ein Ein schaltsignal umfassen.

Bei zu den Schalteinrichtungen gemäß dem ersten Aspekt paral lelgeschalteten Symmetrierelementen kann die Steuereinheit stattdessen oder auch ergänzend den jeweiligen elektrischen Strom in den jeweiligen Schalteinrichtungen erfassen und dies zum Ermitteln des Steuersignals nutzen. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit das wenigstens eine Steuersignal derart bereitstellt, dass die erfassten elektrischen Ströme möglichst wenig voneinander abweichen. Vorzugsweise sind die erfassten elektrischen Ströme im We sentlichen gleich.

Die Steuereinheit erreicht die Vorteile der Erfindung unter anderem dadurch, dass sie auf die tatsächlichen Schaltzeit punkte beziehungsweise Schalteigenschaften der jeweiligen Schalteinrichtung Einfluss nimmt. Durch Variieren von Schalt zeitpunkten beziehungsweise Schaltcharakteristiken kann er reicht werden, dass nicht nur die erfassten elektrischen Spannungen kleiner als die jeweils zugeordneten Bemessungs spannungen bleiben, sondern es kann auch erreicht werden, dass die elektrischen Ströme in den jeweiligen Schalteinrich tungen möglichst gleich groß sind. Dadurch kann sich auch ei ne Symmetrierung hinsichtlich der Spannungsbeaufschlagung der Schalteinrichtungen realisieren lassen.

Die Steuereinheit erlaubt es, das wenigstens eine Steuersig nal vorzugsweise an individuelle Eigenschaften der Schaltein richtungen angepasst bereitzustellen. Dadurch können nicht nur individuelle Eigenschaften unterschiedlicher Schaltein richtungen berücksichtigt werden, sondern es können auch bei spielsweise Toleranzen zwischen Schalteinrichtungen des glei chen Typs ausgeglichen werden.

Die Schalteinrichtung kann entsprechende mechanische Mittel aufweisen, mittels denen die Kontaktelemente in bestimmungs gemäßer Weise gehalten beziehungsweise bewegbar geführt sind. Darüber hinaus kann die Schalteinrichtung Anschlusselemente beziehungsweise Befestigungselemente für die Kontaktelemente aufweisen. Die Schalteinrichtung ist zumindest teilweise aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff gebildet, sodass zu mindest im ausgeschalteten Schaltzustand eine ausreichende elektrische Isolation zwischen den Kontaktelementen reali siert werden kann.

Es wird ferner vorgeschlagen, dass wenigstens eines der Kon taktelemente einer jeweiligen der Schalteinrichtungen einen Werkstoff aufweist, der frei bewegliche Ladungsträger aus ei ner vorgegebenen Umgebung des wenigstens einen der Kontakte lemente aufnimmt. Hierdurch kann ein Nachstrom beziehungswei se ein Reststrom der Schalteinrichtung im ausgeschalteten Schaltzustand beziehungsweise beim Ausschalten reduziert wer den. Dieser Nachstrom beziehungsweise Reststrom kann durch Metalldämpfe oder auch durch ein Löschfluid, insbesondere ein Löschgas, ein Löschöl oder dergleichen, hervorgerufen sein. Beispielsweise kann eine Lichtbogenerscheinung dazu führen, dass eines oder beide der Kontaktelemente entsprechende Dämp fe, beispielsweise Metallionen oder dergleichen freisetzen. Darüber hinaus kann bei einem Löschfluid, beispielweise einem Löschöl oder auch einem Löschgas, eine Ionisierung durch die Lichtbogenerscheinung auftreten, sodass aufgrund der vorhan denen Ionen beziehungsweise Ladungsträger im Bereich der Kon taktelemente ein Stromfluss aufrechterhalten werden kann. Durch Wahl eines geeigneten Kontaktmaterials kann dies zum Beispiel reduziert werden. Als Kontaktwerkstoff kann zum Bei spiel eine Legierung auf Kupfer und Chrom zum Einsatz kommen. Dabei können die entsprechenden Anteile von Kupfer und Chrom variiert werden, um eine möglichst große Reduzierung des Nachstroms beziehungsweise des Reststroms erreichen zu kön nen. Darüber hinaus kann natürlich auch eine Geometrie von wenigstens einem der Kontaktelemente entsprechend ausgebildet sein, um den Nachstrom beziehungsweise den Reststrom reduzie ren zu können.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schalt Z eitpunkte um höchstens 2 ms, vorzugsweise höchstens 1 ms, gegenüber einem Ausschaltsignal für das Hoch- oder Mittelspannungsschaltgerät verzögert sind. Dadurch kann eine entsprechende Synchronisie rung des Schaltvorgangs der Schalteinrichtungen in Bezug auf das Ausschaltsignal für das Hoch- oder Mittelspannungsschalt gerät erreicht werden. Dem Grunde nach kann abhängig von ei ner Konstruktion der Schalteinrichtungen und/oder auch einer Anwendung des Hoch- oder Mittelspannungsschaltgeräts aber auch vorgesehen sein, dass die Schalt Z eitpunkte bis zu etwa höchstens 10 ms verzögert sind. Insbesondere kann die maxima- le Verzögerungszeit von einer Frequenz einer Größe des Be triebsstromkreises abhängig sein, beispielsweise einer Fre quenz einer Wechselspannung oder eines Wechselstroms oder dergleichen. Besonders wenn der Betriebsstromkreis mit einer Wechselspannung mit einer Frequenz von zum Beispiel 50 Hz be aufschlagt ist, kann erreicht werden, dass ein Nulldurchgang der Wechselspannung zum Ermitteln der Schalt Z eitpunkte besser berücksichtigt werden kann. Dies ist bei Anwendungen im Be reich Hochspannung beziehungsweise im Bereich Mittelspannung besonders vorteilhaft.

Die Steuereinheit hat also die Möglichkeit, die Schaltsignale hinreichend zu verzögern, um die geeigneten Schalt Z eitpunkte für die Schalteinrichtungen ermitteln zu können und das we nigstens eine Steuersignal für die Antriebseinrichtung in ge eigneter Weise bereitstellen zu können. Die Schaltvorgänge selbst der Schalteinrichtungen finden dagegen vorzugsweise in einem Zeitraum von weniger als 0,8 ms statt.

Gemäß einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Hoch oder Mittelspannungsschaltgerät eine Antriebseinheit auf weist, die zum Verfahren der wenigstens einen verfahrbar aus gebildeten Kontaktelemente der Schalteinrichtungen mit diesen derart mechanisch gekoppelt ist, sodass jeweilige Schaltzeit punkte der Schalteinrichtungen abhängig von wenigstens einem von der Steuereinheit bereitgestellten Steuersignal individu ell einstellbar sind. Dadurch ist es möglich, die Schaltzeit punkte der Schalteinrichtungen in geeigneter Weise unabhängig voneinander einzustellen. Je nach Bedarf können die Schalt zeitpunkte gewählt werden, sodass die Bemessungsspannungen durch die erfassten Spannungen nicht überschritten bezie hungsweise erfasste Ströme der Schalteinrichtungen möglichst wenig voneinander abweichen. Zu diesem Zweck kann vorzugswei se eine elektromechanische Kopplung zwischen dem jeweils ver fahrbar ausgebildeten der Kontaktelemente und der Antriebs einheit vorgesehen sein, bei der vorzugsweise jedes der ver fahrbar ausgebildeten der Kontaktelemente mit einem jeweili gen Aktuator der Antriebseinheit gekoppelt ist. Insgesamt kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinheit we nigstens einen Aktuator aufweist, der zum Verfahren von sämt lichen der verfahrbar ausgebildeten Kontaktelemente der

Schalteinrichtungen ausgebildet ist. Differenzen in Bezug auf die Schalt Z eitpunkte können dann durch Variationen in einer Kopplungsmechanik realisiert sein. Diese kann einstellbar ausgebildet sein, beispielsweise automatisiert durch die Steuereinheit einstellbar oder dergleichen. Darüber hinaus kann die Antriebseinheit natürlich für vorzugsweise jede der Schalteinrichtungen einen eigenen Aktuator aufweisen, sodass die Schalt Z eitpunkte durch die jeweilige Betätigung des je weiligen Aktuators realisiert werden können. Auch Kombinatio nen hiervon können vorgesehen sein.

Die für die erfindungsgemäßen Vorrichtungen angegebenen Vor teile und Wirkungen gelten gleichermaßen für die erfindungs gemäßen Verfahren und umgekehrt. Insbesondere können deshalb Vorrichtungsmerkmale auch als Verfahrensmerkmale und umge kehrt formuliert sein.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merk male und Funktionen.

Es zeigen:

FIG 1 eine schematische Schaltbilddarstellung für einen

Leistungsschalter als Schalteinrichtung;

FIG 2 eine schematische Blockschaltbilddarstellung für ein Hochspannungsschaltgerät, bei dem zu zwei in Reihe geschalteten Schalteinrichtungen jeweils ein Symmetrierelement parallelgeschaltet ist; und

FIG 3 eine schematische Diagrammdarstellung, mit der ein erfindungsgemäßes Anpassen von Schalt Z eitpunkten der Schalteinrichtungen des Hochspannungsschaltge räts gemäß FIG 1 gezeigt ist.

FIG 1 zeigt in einer schematischen Schaltbilddarstellung eine Schalteinrichtung UE1 beziehungsweise UE2, die vorliegend als Leistungsschalter ausgebildet ist. Der Leistungsschalter UE1, UE2 weist ein nicht dargestelltes dichtes Gehäuse auf, in dem zwei Kontaktelemente 12, 14 zum Ausbilden einer Schaltstrecke 16 angeordnet sind. Das Kontaktelement 12 ist verfahrbar be ziehungsweise bewegbar ausgebildet, wohingegen das Kontakte lement 14 als fix angeordnetes Kontaktelement ausgebildet ist .

Das Kontaktelement 12 wird mittels eines Aktuators 22 einer Antriebseinheit 20 (FIG 2) in geeigneter Weise angetrieben, um durch Einnehmen von entsprechenden Schaltpositionen

Schaltzustände der Schalteinrichtung UE1, UE2 realisieren zu können. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, dass sich die zwei Kontaktelemente 12, 14 in einem eingeschalteten Schaltzustand kontaktieren und die wenigstens zwei Kontaktelemente 12, 14 in einem ausgeschalteten Schaltzustand beabstandet zueinander angeordnet sind. Das Kontaktelement 12 wird vorliegend zur Durchführung des Schaltvorgangs um eine vorgegebene Wegstre cke verfahren.

FIG 2 zeigt nun ein Hochspannungsschaltgerät 10 zum Schalten eines nicht weiter bezeichneten, mit Hochspannung beauf schlagten Betriebsstromkreises. Das Hochspannungsschaltgerät 10 umfasst zwei elektromechanische Schalteinrichtungen UE1, UE2 gemäß FIG 1, die vorliegend in Reihe zueinander geschal tet sind. Zu jeder der Schalteinrichtungen UE1, UE2 ist je weils ein Symmetrierelement SEI, SE2 parallelgeschaltet. Die Symmetrierelemente SEI, SE2 sind vorliegend durch Kondensato ren gebildet.

In FIG 2 ist schematisch die Antriebseinheit 20 dargestellt, die für jede der Schalteinrichtungen UE1, UE2 einen individu ellen Aktuator 22 aufweist, mittels dem der jeweilige Schalt- zustand der Schalteinrichtungen UE1, UE2 eingestellt werden kann. Die Antriebseinheit 20 ist ferner an eine Steuereinheit 18 angeschlossen, die die Antriebseinheit 20 hinsichtlich der Schaltzustande entsprechend steuert. Zu diesem Zweck erhält die Steuereinheit 18 ein entsprechendes Schaltsignal 24 von einer nicht weiter dargestellten übergeordneten Steuerung. Vorliegend gilt dem Schaltsignal 24 in Form eines Ausschalt signals die besondere Beachtung, wenngleich sich der Sachver halt natürlich analog auch auf einen Einschaltvorgang über tragen lässt.

Es ist ferner vorgesehen, dass elektrische Ströme Ii * sowie I2 * der Schalteinrichtungen UE1, UE2 mittels Stromsensoren 26, 28 erfasst werden, die an die Steuereinheit 18 ange schlossen sind. Ein jeweiliger der Stromsensoren 26, 28 er fasst dabei einen jeweiligen der elektrischen Ströme Ii * , I 2 * .

Bei den elektrischen Strömen Ii * und I 2 * handelt es sich um elektrische Ströme der Schalteinrichtungen UE1 und UE2.

Dadurch kann erfasst werden, wie die jeweilige der Schaltein richtungen UE1, UE2 mit dem jeweiligen der elektrischen Strö me Ii * und I 2 * beaufschlagt wird. Mit I 2 und I 2 sind entspre chende elektrische Ströme der Symmetrierelemente SEI und SE2 dargestellt .

Die Steuereinheit 18 ist nunmehr dazu ausgebildet, die er fassten elektrischen Ströme I 2 * und I 2 * miteinander zu ver gleichen. Abhängig von dem Vergleich werden SchaltZeitpunkte ti und t 2 für die Schalteinrichtungen UE1 und UE2 bei einem Übergang vom eingeschalteten Schaltzustand zum ausgeschalte ten Schaltzustand ermittelt und individuell eingestellt, in dem entsprechende Steuersignale für die Aktuatoren 22 ermit telt werden. Dies wird im Folgenden anhand von FIG 3 weiter erläutert .

FIG 3 zeigt in einer schematischen Diagrammdarstellung in ei nem Strom-Zeit-Diagramm mittels zweier Graphen, die den je weiligen erfassten elektrischen Strömen I 2 * und I 2 * entspre- chen, wie die Steuereinheit 18 die Schalt Z eitpunkte ti und t 2 ermittelt. Die Graphen ergeben sich jeweils durch individuel le Eigenschaften der Schalteinrichtungen UE1 und UE2. Die Steuereinheit 18 ermittelt nun die Schalt Z eitpunkte ti und t 2 derart, dass die Ströme Ii * und I 2 * im Wesentlichen den glei chen Wert haben. Entsprechende Steuersignale werden an die Antriebseinheit 20 übermittelt, die dann mittels der jeweili gen Aktuatoren 22 die entsprechenden verfahrbar ausgebildeten Kontaktelemente 12 in geeigneter Weise antreibt.

Aus FIG 3 ist ersichtlich, dass der Schalt Z eitpunkt ti klei ner als der Schalt Z eitpunkt t 2 gewählt ist. Dies ist den Ei genschaften der Schalteinrichtungen UE1 und UE2 geschuldet, weil die Schalteinrichtung UE1 langsamer schaltet als die Schalteinrichtung UE2. Dadurch, dass die Steuereinheit 18 durch geeignete Wahl der Schalt Z eitpunkte ti und t 2 diese Un terschiede kompensieren kann, kann somit auch eine Spannungs symmetrierung hinsichtlich der an den Schalteinrichtungen UE1 und UE2 anliegenden elektrischen Spannungen Ui und U 2 erfol gen. Vorliegend ist vorgesehen, dass die elektrischen Span nungen Ui und U 2 im Wesentlichen gleich groß sind.

Dadurch kann also auch während des Schaltvorgangs erreicht werden, dass Bemessungsspannungen der Schalteinrichtungen UE1 und UE2 im Wesentlichen nicht überschritten werden. Dem Grun de nach brauchen die Bemessungsspannungen der Schalteinrich tungen UE1 und UE2 jedoch nicht gleich groß zu sein. Sie kön nen auch voneinander abweichen, wobei dies entsprechend durch die Steuereinheit 18 berücksichtigt werden kann. Die Steuer einheit 18 braucht in einem solchen Fall die Schalt Z eitpunkte ti und t 2 natürlich nicht so einzustellen, dass die elektri schen Spannungen Ui und U 2 im Wesentlichen gleich groß sind, sondern sie kann die Schalt Z eitpunkte ti und t 2 so wählen, dass die jeweiligen Bemessungsspannungen der Schalteinrich tungen UE1 und UE2 nicht überschritten werden.

Zum Ermitteln der Schalt Z eitpunkte t 2 und t 2 berücksichtigt die Steuereinheit 18 vorliegend unter anderem eine kinemati- sehe Kette für die Betätigung der Kontaktelemente 12, eine Öffnungsgeschwindigkeit der Kontaktelemente 12 und/oder der gleichen. Die Steuereinheit 18 wählt also die SchaltZeitpunk te ti und 12 derart, dass die erfassten elektrischen Ströme Ii * und I2 * vorliegend im Wesentlichen gleich groß sind, falls eine im Wesentlichen symmetrische Spannungsaufteilung für die Schalteinrichtungen UE1 und UE2 gewünscht ist. Je nach Bedarf kann die Steuereinheit 18 den Vergleich jedoch auch derart ausführen, dass die erfassten Ströme Ii * und I 2 * in einer vor gegebenen Weise voneinander abweichen, wenn eine entsprechen de Abweichung der elektrischen Spannungen Ui und U 2 gewünscht ist .

Das Ausführungsbeispiel dient ausschließlich der Erläuterung der Erfindung und soll diese nicht beschränken. Darüber hin aus ist die Erfindung natürlich auch nicht auf das Ausschal ten des Hoch- oder Mittelspannungsschaltgeräts beschränkt.

Die Erfindung kann selbstverständlich gleichermaßen auch für ein Einschalten des Hoch- oder Mittelspannungsschaltgeräts entsprechend genutzt werden.

Bezugszeichenliste

10 Hochspannungsschaltgerät

12 verfahrbares Kontaktelement

14 fixes Kontaktelement

16 Schaltstrecke

18 Steuereinheit

20 Antriebseinheit

22 Aktuator

24 Schaltsignal

26 Stromsensor

28 Stromsensor

1 1 elektrischer Strom

12 elektrischer Strom

Ii * elektrischer Strom

Ii * elektrischer Strom

SEI Symmetrierelement

SE2 Symmetrierelement

ti Schalt Z eitpunkt

12 Schalt Z eitpunkt

Ui elektrische Spannung

U2 elektrische Spannung

UE1 Schalteinrichtung

UE2 Schalteinrichtung