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Title:
PLUG-IN CONNECTION FOR CONNECTING AN INSULATED HIGH-VOLTAGE CONDUCTOR TO AN ELECTRICAL DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/029924
Kind Code:
A1
Abstract:
The aim of the invention is to provide a plug-in connection (1) for connecting an insulated high-voltage conductor (2) to a connection line of an electrical appliance (3), which extends in a tank (4) of the electrical appliance (3), which is filled with an insulating fluid, the plug-in connection (1) comprising an insertion part (5, 6) with a plug-in contact that is or can be connected to the high-voltage conductor (2) by means of a plug current path (14) of the insertion part (5, 6), and an appliance connection part (7, 8) with a receiving contact that is or can be connected to the connection line by means of a socket current path (12) of the appliance connection part (7, 8), in which, in a contact position in which the receiving contact contacts the plug-in contact, the plug current path (14) and the socket current path (12) together form a connection current path, and in which, in the event of error, said plug-in connection can separate the connection line easily and reliably from the high-voltage conductor. To this end, a switching unit (16) for interrupting the connection current path (12, 14) is provided, the switching unit (16) being arranged in the insertion part (5, 6) or the appliance connection part (7, 8).

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Inventors:
FINDEISEN JÖRG (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/068488
Publication Date:
February 14, 2019
Filing Date:
July 09, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H02B13/035
Foreign References:
US9595412B22017-03-14
US20170098908A12017-04-06
DE2822773A11979-11-29
FR2987503A12013-08-30
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Steckverbindung (1) zum Anschließen eines isolierten Hochspannungsleiters (2) an eine Anschlussleitung eines elektri- sehen Geräts (3) , die sich in einem mit Isolierfluid

befüllten Tank (4) des elektrischen Geräts (3) erstreckt, wobei die Steckverbindung (1)

- ein Einführteil (5, 6) mit einem Steckkontakt, der über einen Steckerstrompfad (14) des Einführteils (5,6) mit dem Hochspannungsleiter (2) verbunden oder verbindbar ist, und

- ein Geräteanschlussteil (7,8) mit einem Aufnahmekontakt aufweist, der über einen Buchsenstrompfad (12) des Gerä- teanschlussteils (7,8) mit der Anschlussleitung verbun- den oder verbindbar ist,

- wobei in einer Kontaktstellung, in welcher der Aufnahmekontakt den Steckkontakt kontaktiert, Steckerstrompfad (14) und den Buchsenstrompfad (12) gemeinsam einen Verbindungsstrompfad ausbilden,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

eine Schalteinheit (16) zum Unterbrechen des Verbindungs¬ strompfads (12,14) vorgesehen ist, wobei die Schalteinheit

(16) in dem Einführteil (5,6) oder dem Geräteanschlussteil (7,8) angeordnet ist.

2. Steckverbindung (1) nach Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Schalteinheit (16) wenigstens einen mechanischen Schalter

(17) und wenigstens eine Antriebseinheit (18) umfasst.

3. Steckverbindung (1) nach Anspruch 2,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

wenigstens eine oder jede Antriebseinheit (18) als elektro¬ magnetischer Antrieb ausgeführt ist.

4. Steckverbindung (1) nach Anspruch 2 oder 3,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der mechanische Schalter (17) eine Vakuumschaltröhre umfasst.

5. Steckverbindung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

in dem Verbindungsstrompfad (12,14) ein Hohlleiter (23) aus- gebildet ist und die Antriebseinheit (18) zumindest ab¬ schnittsweise in dem Hohlleiter (23) angeordnet ist.

6. Steckverbindung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Antriebseinheit (18) elektrisch leitend und Teil des Ver¬ bindungsstrompfads (12,14) ist.

7. Steckverbindung (1) nach Anspruch 6,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

sich zwischen der Antriebseinheit (18) und dem mechanischen Schalter eine elektrisch leitende Schaltstange (41) erstreckt, wobei Feldsteuermittel (42) zum Steuern des Feldver¬ laufs eines von der Schaltstange (41) ausgehenden elektrischen Feldes vorgesehen ist.

8. Steckverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Schalteinheit (16) mehrere Schalter (17) aufweist.

9. Steckverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

wenigstens ein Erdungsschalter (24) zum Erden des Verbindungsstrompfads (12,14) vorgesehen ist.

10. Steckverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

das Einführteil (15,16) über wenigstens einen konusförmigen Einführabschnitt (13) verfügt, der formkomplementär zu einer jeweils zugeordneten Buchse (9,10) des Geräteanschlussteils (7,8) ausgebildet ist.

11. Steckverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

in dem Geräteanschlussteil (7,8) oder in dem Einführteil (5,6) wenigstens ein Stromwandler (19) angeordnet ist.

12. Steckverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

eine Steuerungseinheit zur Steuerung der Schalteinheit (16) vorgesehen ist.

13. Steckverbindung (1) nach Anspruch 12,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Verbindungsstrompfad (12,14) zumindest abschnittsweise einen Hohlleiter (23) ausbildet, in dem die Steuerungseinheit angeordnet ist. 14. Steckverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

das Geräteanschlussteil (7,8) ein Gehäuse mit einem Montage¬ abschnitt (20) aufweist, über das der Geräteanschlussteil (7,8) mit dem Tank (4) verbindbar ist, wobei in dem Montage¬ abschnitt (20) die Vakuumschaltröhre angeordnet ist.

15. Steckverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Montageabschnitt (20) einen Befestigungsflansch (22) aufweist.

16. Steckverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü- che,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

das Geräteanschlussteil (7,8) und/oder das Einführteil (5,6) ein Gehäuse (11,15) aufweisen, in dem sich der Buchsenstrompfad (12) beziehungsweise der Steckerstrompfad (14) erstreckt.

17. Steckverbindung (1) nach Anspruch 16,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

zumindest ein Gehäuse (11,15) mit einem Isolierfluid befüllt ist .

18. Verbindungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü- che,

g e k e n n z e i c h n e t d u r c h

einen Elektroenergiespeicher, der über einen optoelektrischen Wandler und einen Lichtwellenleiter mit einer optischen Energiequelle verbunden ist.

Description:
Beschreibung

Steckverbindung zum Anschließen eines isolierten Hochspannungsleiters an ein elektrisches Gerät

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung zum Anschließen eines isolierten Hochspannungsleiters an eine Anschlusslei ¬ tung eines elektrischen Geräts, die sich in einem mit Iso- lierfluid befüllten Tank des elektrischen Geräts erstreckt, wobei die Steckverbindung ein Einführteil mit einem Steckkontakt, der über einen Steckerstrompfad des Einführteils mit dem Hochspannungsleiter verbunden oder verbindbar ist, und ein Geräteanschlussteil mit einem Aufnahmekontakt aufweist, der über einen Buchsenstrompfad des Geräteanschlussteils mit der Anschlussleitung verbunden oder verbindbar ist, wobei in einer Kontaktstellung, in welcher der Aufnahmekontakt den Steckkontakt kontaktiert, Steckerstrompfad und den

Buchsenstrompfad gemeinsam einen Verbindungsstrompfad ausbil ¬ den .

Eine solche Steckverbindung ist dem Fachmann aus der Praxis bekannt. So dienen markterhältliche Steckverbindungen bei ¬ spielsweise zum schnellen Verbinden eines Hochspannungskabels mit einer Wicklung eines Transformators, die in einem mit Isolierfluid befüllten Tank des Transformators angeordnet ist. Eine vorbekannte Steckverbindung verfügt über ein Gerä ¬ teanschlussteil mit einem Flanschabschnitt, der fluiddicht an dem Tank des Transformators befestigt werden kann. Von dem Befestigungsabschnitt erstreckt sich eine Buchse in den Tank des Transformators hinein, wobei die Buchse aus einem elekt ¬ risch nicht leitenden Isolierstoff besteht, der einen Innenkonus begrenzt. An seinem geschlossenen Ende wird der Iso ¬ lierstoff von einem Aufnahmekontakt durchgriffen, der an sei ¬ ner der Wicklung zugewandten Seite mit der Anschlussleitung elektrisch verbunden ist, die ihrerseits mit der Wicklung verbunden ist. Die Buchse ist formkomplementär zu einem Außenkonus ausgestaltet, der Teil eines sogenannten Einführ ¬ teils oder Steckers ist, wobei das Einführteil einen Steck- kontakt ausbildet, der passgenau in den Aufnahmekontakt ein ¬ führbar ist, so dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Hochspannungsleiter, der mit dem Steckkontakt verbunden ist, und der Wicklung des Transformators bereitgestellt ist.

Im Fehlerfall muss der Transformator zuverlässig von der Fehlerquelle getrennt werden, da ansonsten die hohen Kurzschlussströme den Transformator beschädigen könnten.

Der vorbekannten Steckverbindung haftet der Nachteil an, dass zum Trennen der Verbindung zwischen Wicklung und Hochspannungsleiter separaten Schaltern erforderlich sind. Der Einsatz separater Schalter ist jedoch aufwändig und kostenintensiv . Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Steckverbindung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der die Anschlussleitung im Fehlerfall einfach und zuverlässig vom Hochspannungsleiter getrennt werden kann. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Schalteinheit zum Unterbrechen des Verbindungsstrompfades, wobei die Schaltein ¬ heit in dem Einführteil oder dem Aufnahmeteil angeordnet ist.

Erfindungsgemäß ist eine Steckverbindung mit Schalteinheit bereitgestellt, wobei die Schalteinheit zum Unterbrechen des Verbindungsstrompfads eingerichtet ist. Der Verbindungsstrom ¬ pfad erstreckt sich innerhalb der Steckverbindung, die aus zwei Bestandteilen, dem Einführteil und dem Geräteanschluss- teil, besteht. Das Einführteil ist entweder mit dem Hochspan- nungsleiter verbunden oder kann auf einfache Art und Weise mit diesem verbunden werden. Der Hochspannungsleiter ist beispielsweise ein Hochspannungskabel, das aus einem oder mehre ¬ ren Innenleitern besteht, die von einem elektrisch nichtleitenden Isolierstoff, beispielsweise einem zweckmäßigen Kunst- Stoff, ummantelt sind. Ein solches Hochspannungskabel ist flexibel und kann so auf einfache Art und Weise verlegt wer ¬ den . In einer hiervon abweichenden Ausgestaltung der Erfindung ist das Einführteil Bestandteil einer Durchführung, die bei ¬ spielsweise einen inneren Hochspannungsleiter, beispielsweise einem massiven Leiter aus Kupfer und einen diesen umschlie- ßenden Isolierabschnitt, der kapazitiv abgesteuert ist. An seiner vom Einführteil abgewandten Seite weist die Durchführung einen Freiluftanschluss auf. Das Einführteil kann jedoch auch Bestandteil eines Abieiters oder dergleichen sein. Das Geräteanschlussteil ist zur Montage am elektrischen Gerät vorgesehen, das einen Tank aufweist, der entweder mit einem Öl, beispielsweise einem mineralischen Öl oder Esteröl, oder mit Isoliergas befüllt ist. Das elektrische Gerät ist bei ¬ spielsweise ein Transformator oder aber eine gasisolierte Schaltanlage. Der Begriff „Isolierfluid" umfasst also sowohl Isolierflüssigkeiten als auch Isoliergase.

In einer Kontaktstellung sind Geräteanschlussteil und Ein ¬ führteil miteinander verbunden. Mit anderen Worten ist der Aufnahmekontakt des Geräteanschlussteils im elektrischen Kon ¬ takt mit dem Steckkontakt des Einführteils, so dass ein

Stromfluss über die besagten Kontakte ermöglicht ist. Als Aufnahmekontakt eignet sich beispielsweise ein so genannter Multi- oder Mehrfachkontakt, der mit kranzförmig angeordneten flexiblen Lamellen ausgerüstet ist, die beim Einführen des stiftförmigen Steckkontaktes elastisch nach außen gebogen werden, so dass aufgrund der dadurch erzeugten Klemmkraft ein sicherer Kontakt bereitgestellt ist. Die Schalteinheit ist gemäß einer ersten Variante der Erfin ¬ dung lediglich zum stromlosen Unterbrechen des Verbindungsstrompfads eingerichtet. Abweichend davon ist die Schaltein ¬ heit ein Lasttrennschalter, der zum Unterbrechen des Verbindungsstrompfads bei Nenn-Betriebsstrom eingerichtet ist.

Schließlich kann die Schalteinheit auch ein so genannter

Leistungsschalter sein, der auch zum Unterbrechen hoher Kurzschlussströme eingerichtet ist. Grundsätzlich kann die Schalteinheit im Rahmen der Erfindung beliebig ausgeführt sein. So ist die Schalteinheit beispiels ¬ weise eine elektronische Schalteinheit, die Leistungshalblei ¬ terschalter, wie beispielsweise so genannte IGBTs, gegensin- nige Thyristoren oder dergleichen aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Schalteinheit jedoch wenigstens einen mechanischen Schal ¬ ter und wenigstens eine Antriebseinheit zum Einleiten einer Schaltbewegung in die Kontaktanordnung des mechanischen

Schalters .

Vorteilhafterweise ist die Antriebseinheit als elektromagne ¬ tischer Antrieb ausgeführt. Als elektromagnetischer Antrieb kommt beispielsweise ein sogenannter Reluktanzantrieb in Be ¬ tracht, der als solcher dem Fachmann jedoch bekannt ist, so dass auf genauere Ausführungen an dieser Stelle verzichtet werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung verfügt der mechanische Schalter über eine Vakuumschaltröhre. Vakuum ¬ schaltröhren sind als solche bekannt. Sie weisen in der Regel einander in einer Längsrichtung gegenüberliegende Kontakte auf. Einer der Kontakte ist als Festkontakt ortsfest an der Röhre gehalten, wobei der gegenüberliegende Bewegkontakt be ¬ weglich und in Längsrichtung geführt ist. In einer Kontaktstellung ist der Bewegkontakt in Kontakt mit dem Festkontakt. In einer Trennstellung hingegen weist der Bewegkontakt einen so großen Abstand zum Festkontakt auf, dass die notwendige Spannungsfestigkeit bereitgestellt ist. Beweg- und Festkon ¬ takt sind innerhalb eines Keramikgehäuses angeordnet, wobei Abschirmungen zur Feldabsteuerung vorgesehen sein können. Die Keramikröhre ist gasdicht verschlossen, so dass in ihrem In ¬ neren der Vakuumschaltröhre ein Vakuum angelegt werden kann, um den beim Schalten zwischen den Kontakten gezogenen Lichtbogen möglichst schnell zu löschen. Um die Längsbewegung zu ermöglichen, ist der Bewegkontakt über einen Faltenbalg mit dem Röhrengehäuse gasdicht verbunden. Zweckmäßigerweise ist in dem Verbindungsstrompfad ein Hohl ¬ leiter ausgebildet, wobei die Antriebseinheit und/oder eine Steuerungseinheit zumindest abschnittsweise in dem Hohlleiter angeordnet ist. Auf diese Art und Weise ist die Antriebsein ¬ heit nach außen geschützt. Weitere Vorteile bringt es mit sich, wenn eine sogenannte Steuerungs- oder Regelungseinheit, zum Auslösen der Schaltbewegung, ebenfalls in dem Hohlleiter angeordnet und somit geschützt ist.

Bei einer Variante der Erfindung ist ein Lichtwellenleiter vorgesehen, der sich zwischen einer außerhalb der Steckverbindung angeordneten Leistungseinspeiseeinheit, z.B. einem Laser, und einem opto-elektronischen Energiewandler er- streckt. Der Lichtwellenleiter überträgt von der

Leistungseinspeiseeinheit eingespeistes Licht zum opto ¬ elektronischen Energiewandler, der die Lichtenergie zum Teil in elektrische Energie umwandelt. Zum Speichern der so erhal ¬ tenen elektrischen Energie dient ein Elektrospeicher, der mit dem opto-elektronischen Energiewandler verbunden ist. Der

Elektrospeicher, z.B. ein Kompensator oder ein Akkumulator, stellt die notwendige Antriebsenergie für die Antriebseinheit bereit. Ist die Antriebseinheit beispielsweise ein Federspei ¬ cherantrieb, ist der Elektrospeicher mit einem Elektromotor verbunden, der im Zusammenspiel mit einer zweckmäßigen Steuerungselektronik eine Feder des Federspeicherantriebs spannt.

Gemäß einer zweckmäßigen Variante ist die Antriebseinheit selber elektrisch leitend und bildet einen Teil des Verbin- dungsstrompfads aus. Mit anderen Worten fließt der Strom über die Antriebseinheit von dem Hochspannungsleiter in die sich in dem elektrischen Gerät erstreckende Anschlussleitung.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Variante erstreckt sich zwischen der Antriebseinheit (18) und dem mechanischen Schal ¬ ter eine elektrisch leitende Schaltstange, wobei Feldsteuer ¬ mittel zum Steuern des Feldverlaufs eines von der Schaltstange ausgehenden elektrischen Feldes vorgesehen ist. Vorteilhafterweise verfügt die Schalteinheit über mehrere Schalter. Die Schalter sind beispielsweise mehrere mechani ¬ sche Schalter, die elektrisch in Reihe geschaltet sind.

Darüber hinaus können im Rahmen der Erfindung mehrere Geräte- anschlussteile vorgesehen sein, die mit jeweils einem Ein ¬ führteil verbindbar sind. Die Geräteanschlussteile sind ei ¬ nander parallel geschaltet, wobei alle in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und wobei jeder Buchsenstrompfad den jeweiligen Aufnahmekontakt mit dem Brückenstrompfad der ande ¬ ren Geräteanschlussteile elektrisch verbindet. Zweckmäßiger ¬ weise ist für jedes Geräteanschlussteil ein Schalter vorgese ¬ hen, der es ermöglicht, den zugeordneten Aufnahmekontakt von der sich im Tank erstreckenden Anschlussleitung zu trennen.

Zweckmäßigerweise ist wenigstens ein Erdungsschalter zum Er ¬ den des Verbindungsstrompfads vorgesehen. Der Erdungsschalter kann beispielsweise im Gehäuse des Einführteils angeordnet sein. Dies gilt auch für einen Schalter der Schalteinheit.

Zweckmäßigerweise ist sowohl ein Erdungsschalter als auch ein Schalter der Schalteinheit zum Unterbrechen des Verbindungs ¬ strompfads im Gehäuse des Einführteils angeordnet. Nach dem Kontaktieren des Aufnahmekontakts durch den Steckkontakt des Einführteils kann dann der Erdungsschalter geschlossen und somit die gesamte Verbindungsleitung geerdet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung verfügt jedes Einführteil über wenigstens einen konusförmigen Ein- führabschnitt, der formkomplementär zu einer zugeordneten Buchse des Geräteanschlussteils ausgebildet ist. Dabei be ¬ grenzt die Buchse einen sogenannten Innenkonus, der formkomplementär zum Außenkonus des Einführabschnittes ausgestaltet ist .

Das Geräteanschlussteil ist zweckmäßigerweise mit Befesti ¬ gungsmitteln, beispielsweise einem Flansch, ausgerüstet, der an dem Tank oder dem Gehäuse des elektrischen Geräts gasdicht oder fluiddicht befestigt werden kann. Von dem Befestigungs ¬ abschnitt erstreckt sich ein nicht leitender Isolierstoff zu einer Seite des Geräteanschlussteils , wobei die vom Isolier ¬ stoff begrenzte Innenkontur konusförmig ausgestaltet ist. Der Innenkonus liegt am Befestigungsflansch einseitig offen. Am geschlossenen Ende des Innenkonus ist der Isolierstoff von dem Aufnahmekontakt durchragt. Der ebenfalls konusförmige Einführabschnitt kann somit in die auf diese Weise gebildete Buchse des Geräteanschlussteils formschlüssig eingefügt wer- den. Um die Spannungsfestigkeit zu erhöhen, ist es möglich, dass der konusförmige Einführabschnitt eine Außenummantelung aus einem flexiblen nicht leitenden Material wie beispiels ¬ weise Silikon aufweist. Das Silikon oder ein ähnliches fle ¬ xibles Material fügt den Zwischenraum oder die von der Buchse und dem Einführabschnitt gebildete Fuge vollständig aus, so dass Lufteinschlüsse und somit hohe Feldstärken zwischen Buchse und Einführabschnitt vermieden sind. Mit anderen Wor ¬ ten ist eine Edelfuge mit einer hohen Spannungsfestigkeit be ¬ reitgestellt .

Zweckmäßigerweise ist eine Steuerungseinheit zur Steuerung der Schalteinheit vorgesehen. Die Steuerungseinheit ist zweckmäßigerweise mit einem Stromwandler oder einem sonstigen Messgerät zum Erfassen einer elektrischen Größe wie bei- spielsweise einer Spannung oder eines Stromes, verbunden.

Die Steuerungseinheit wertet die von dem besagten Messgerät empfangenen Messsignale aus und überprüft ob ein zuvor fest ¬ gelegtes Auslösekriterium vorliegt. Ist das Auslösekriterium gegeben, erzeugt die Steuerungseinheit ein Schaltsignal und führt so eine Unterbrechung der Verbindungsstrompfad herbei.

Zweckmäßigerweise weist das Geräteanschlussteil ein Gehäuse mit einem Montageabschnitt auf, über den das Geräteanschluss- teil mit dem Tank verbindbar ist, wobei in dem Montageab ¬ schnitt die Vakuumschaltröhre angeordnet ist. Der Montageab ¬ schnitt umfasst hierzu beispielsweise einen üblichen Flansch, der mit Hilfe von Dichtmitteln dicht mit dem Tank verbunden werden kann. Dabei durchragt der Montageabschnitt die Wandung des Tanks. Das Anordnen der Vakuumschaltröhre mit ihrem

Keramikrohr in diesem Bereich, in dem der Leiter, die sich bei Betrieb auf Hochspannung befindet, durch die in der Regel auf Erdpotential liegenden Tankwand geführt wird, erleichtert das Hindurchführen der Hochspannung durch die Tankwand auf Erdpotenzial .

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist jedes Gerätean- schlussteil und/oder jedes Einführteil ein Gehäuse auf, in dem sich der Buchsenstrompfad bzw. der Steckerstrompfad er ¬ strecken. Auf diese Art und Weise ist die Schalteinheit und die Antriebseinheit geschützt angeordnet. Darüber hinaus ist ein kompaktes, einfach zu handhabendes Bauteil bereitge- stellt. Wie bereits ausgeführt wurde, können mehrere Geräte- anschlussteile ein gemeinsames Gehäuse aufweisen.

Zweckmäßigerweise ist zumindest eines der Gehäuse mit einem Isolierfluid befüllt. Eine gasdichte Ausgestaltung des Gehäu- ses ermöglicht die Verwendung eines Isoliergases, so dass die Steckverbindung kompakter ausgestaltet werden kann. Es ist jedoch auch möglich einen festen Isolierstoff z.B. Harz einzusetzen, so dass die Komponenten in den festen Isolierkörper eingebettet sind.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin ¬ dung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Bauteile verweisen und

Figuren 1 bis 5 unterschiedliche Ausführungen der erfindungsgemäßen Steckverbindungen verdeutlichen,

Figur 6 ein Ausführungsbeispiel eines Einführ ¬ teils einer erfindungsgemäßen Steckverbindung, Figur 7 eine schematische Darstellung eines Gerä- teanschlussteils der erfindungsgemäßen Steckverbindung und

Figur 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der er ¬ findungsgemäßen Steckverbindung schematisch verdeutlichen. Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungs ¬ gemäßen Steckverbindung 1 in einer schematischen Seitenansicht. Die Steckverbindung 1 dient zum Anschluss eines Hoch ¬ spannungsleiters 2 an eine figürlich nicht dargestellte An ¬ schlussleitung eines Transformators 3 als elektrisches Gerät, von dem lediglich der mit einem Isolierfluid, hier einem mineralischen Öl, befüllter Tank 4 dargestellt ist.

Hierzu weist die Steckverbindung 1 zwei Einführteile 5 und 6 und zwei Geräteanschlussteile 7 und 8 auf. Jedes Gerätean- schlussteil 7 und 8 bildet eine Buchse 9, 10 aus, die über einen figürlich nicht dargestellten Flansch an einem gemeinsamen Geräteanschlussteilgehäuse 11 befestigt sind. Von dem Flanschabschnitt erstreckt sich die jeweilige Buchse 9 bzw. 10 mit ihrer aus einem elektrischen Isolierstoff bestehenden Buchsenwand in das Innere des Geräteanschlussgehäuses 11 hin ¬ ein und bildet dort ein geschlossenes Ende aus, an dem ein figürlich nicht genauer dargestellter Aufnahmekontakt angeordnet ist, der die elektrisch nicht leitende Wand durch ¬ greift. An seiner vom Einführteil 5, 6 abgewandten Seite ist jeder Aufnahmekontakt mit einem Buchsenstrompfad 12 kontak ¬ tiert, der sich von dem jeweiligen Aufnahmekontakt der Buchse 9 zw. 10 innerhalb des Geräteanschlussgehäuses 11 zur figür ¬ lich nicht dargestellten Anschlussleitung in Tank 4 erstreckt. Die Buchsen 9, 10 sind einander parallel geschaltet.

Jede Buchse 9 bzw. 10 begrenzt einen Innenkonus, der formkom ¬ plementär zu einem konusförmigen Einführabschnitt 13 des Ein ¬ führteils 5 bzw. 6 ausgebildet ist. Durch den Einführab- schnitt 13 erstreckt sich ein figürlich nicht dargestellter Innenleiter als Abschnitt eines Steckerstrompfands 14, der sich innerhalb des Einführteils 5, 6 erstreckt. Dabei ist der Steckerstrompfad elektrisch mit dem Innenleiter des Hochspan- nungskabels 2 verbunden.

Nicht dargestellt ist in Figur 1 das stiftförmige Ende des Steckerstrompfads, das sich aus dem konusförmigen Einführab ¬ schnitt 13 heraus erstreckt und in den Aufnahmekontakt der jeweiligen Buchse 9 bzw. 10 eingeführt werden kann, so dass in einer Kontaktstellung Steckerstrompfad 14 und

Buchsenstrompfad 12 einen gemeinsamen Verbindungsstrompfad ausbilden. In jedem Steckerstrompfad 14 und somit in jedem Verbindungsstrompfad 12, 14 ist eine Schalteinheit 16 ange- ordnet, die aus einem mechanischen Schalter 17 sowie einer Antriebseinheit 18 besteht.

Darüber hinaus verfügt jedes Einführteil 5 bzw. 6 über einen Stromwandler 19, der zum Erfassen eines über den Steckerst- rompfad 14 fließenden Stromes eingerichtet ist. Jeder Strom ¬ wandler 19 ist mit dem jeweils zugeordneten Antriebseinheit 18 des jeweiligen Einführteils 5 bzw. 6 über eine figürlich nicht dargestellte Signalleitung verbunden. Zur Befestigung der Geräteanschlussteile 7 bzw. 8 an dem Tank 4 umfasst das Geräteanschlussteilgehäuse 11 einen Montageab ¬ schnitt 20 der über übliche Befestigungsmittel beispielsweise einem Flansch an dem Tank 4 montiert ist. Dabei durchragt der Montageabschnitt 20 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Wandung des Tanks 4 und erstreckt sich somit in den

Ölraum des elektrischen Geräts 3 hinein.

Wie bereits ausgeführt wurde, ist in der Kontaktstellung der konusförmige Abschnitt 13 des jeweiligen Einfüllteils 5 bzw. 6 in die Buchse 9 bzw. 10 des jeweiligen Geräteanschlussteils 7, 8 formschlüssig eingeführt, so dass ein elektrischer Kon ¬ takt zwischen dem Hochspannungskabel 2 und der Anschlusslei ¬ tung im Tank 4 des Transformators 3 ermöglicht ist. Während des Betriebs überwacht eine in dem jeweiligen Einführteilge ¬ häuse angeordnete und figürlich nicht dargestellte Steue ¬ rungseinheit, die über eine Signalleitung mit dem jeweiligen Stromwandler 19 verbunden ist, den Betriebsstrom und über- prüft, ob ein so genanntes Auslösekriterium erfüllt ist. Ein solches Auslösekriterium kann beispielsweise sein, dass der Strom über eine bestimmte Zeitdauer hinweg einen zuvor festgelegten Schwellenwert überschreitet. Ist dies der Fall, er ¬ zeugt die Steuerungseinheit ein Schaltsignal und sendet die- ses über figürlich nicht dargestellte Signalleitungen an die Antriebseinheit 18, die daraufhin eine Schaltbewegung, bei ¬ spielsweise durch Erregen einer Spule der Antriebseinheit, auslöst. Die Schaltbewegung wird über eine mit gestrichelter Linie angedeutete Schaltmechanik in den mechanischen Schalter 17 eingeleitet, so dass die Kontakte des mechanischen Schal ¬ ters 17 voneinander getrennt und somit die Verbindungsleitung 12, 14 unterbrochen wird. Das erfindungsgemäße Stecksystem 1 kommt daher ohne separaten externen Schalter aus. Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfin ¬ dungsgemäßen Stecksystems 1 , wobei die Einführteile 5, 6 kein Gehäuse, sondern lediglich einen konusförmigen Einführabschnitt 13 aufweisen, aus dem ein figürlich nicht erkennba ¬ rer stiftförmiger Steckkontakt in der durch den Pfeil darge- stellten Steckrichtung herausragt. Nach dem Einführen der jeweiligen Einführteile 5 und 6 in die jeweilige Buchse 9 und 10 des Geräteanschlussteils 7 und 8 ist der Verbindungsstrom ¬ pfad 12, 14 erneut ausgebildet. Im Gegensatz zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel die Schalteinheit 16 in dem Ge- räteanschlussteilgehäuse 11 angeordnet. Dabei ist jeder

Schalter 17 und jede Antriebseinheit 18 jeweils einer Buchse 9 bzw. 10 in Reihe geschaltet. Ansonsten gelten jedoch die im Zusammenhang mit Figur 1 gemachten Ausführungen hier entspre- chend.

Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfin ¬ dungsgemäßen Steckverbindung 1, die in dem gezeigten Ausfüh- rungsbeispiel lediglich einen Geräteanschlussteil 7 mit einer Buchse 9 aufweist, die über einen Befestigungsflansch 22 an dem Tank 4 eines Transformators 3 befestigt ist. Wieder ist die Buchse 9 formkomplementär zum konusförmigen Einführab- schnitt 13 eines Einführteils 5 ausgebildet, das wieder ein Einführteilgehäuse 15 aufweist, in dem eine Schalteinheit 16 angeordnet ist, die einen mechanischen Schalter 17 sowie eine Antriebseinheit 18 umfasst. Auch hier ist eine figürlich nicht dargestellte Steuerungseinheit mit dem Stromwandler 19 verbunden und zum Auslösen einer Schaltbewegung vorgesehen. Ansonsten gelten die im Zusammenhang mit Figur 1 gemachten Ausführungen hier entsprechend.

Das in Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung entspricht weitestgehend dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel. Allerdings ist in dem Geräteanschlussteilge- häuse 11 lediglich ein Geräteanschlussteil 7 vorgesehen. Wie ¬ der ist das Geräteanschlussteilgehäuse 11 über seinen Monta ¬ geabschnitt 20 an dem Tank 4 befestigt, wobei in diesem Fall jedoch der mechanische Schalter 17 im Montageabschnitt 20 an ¬ geordnet ist. Dabei ist der mechanische Schalter 17 eine Va ¬ kuumschaltröhre, die ein gasdicht verschlossenes

Keramikgehäuse aufweist, mit dem sich die Vakuumschaltröhre 17 durch die auf Erdpotential liegende Wandung des Tanks 4 erstreckt. Der Keramikkörper der Vakuumschaltröhre und das den Stromleiter umgebende Vakuum bilden die Hochspannungsiso ¬ lation des Geräteanschlussteils 7 im Bereich der Durchdringung des Gehäuses 4. Figur 5 entspricht im Wesentlichen dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, wobei jedoch die Schalteinheit 16 lediglich einen mechanischen Schalter 17 aufweist, der wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 wieder im Montageab ¬ schnitt 20 des Geräteanschlussteilgehäuses 11 angeordnet ist, so dass das zumindest teilweise aus Keramik bestehende Gehäu ¬ se der Vakuumschaltröhre des Schalters 17 für die geforderte Durchschlagsfestigkeit der gesamten Anordnung sorgt. Darüber hinaus bildet der Buchsenstrompfad 12 als Teil des Verbindungsstrompfads 12, 14 einen Hohlleiter 23 aus, der mit beiden Geräteanschlussteilen 7 bzw. 8 verbunden ist. Der Hohlleiter 23 ist hohlzylindrisch, also rohrförmig, ausgebil- det und bildet einen Hohlraum aus, in dem die Antriebseinheit 18 angeordnet ist. Die Antriebseinheit 18 ist wieder als elektromagnetischer Antrieb ausgestaltet, so dass der Hohlleiter 23 die Antriebseinheit 18 zu einer elektromagnetischen Störstrahlung von außen schützt.

Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einführ ¬ teile 5, 6 gemäß Figur 1, wobei aus Gründen der Übersicht die in den jeweiligen Einführteilgehäusen 15 abgeordnete Antriebseinheit 18 figürlich nicht dargestellt ist. Darüber hinaus ist jedoch in dem Einführteilgehäuse 15 ein Erdungs ¬ schalter 24 erkennbar, der ebenfalls mit der figürlich nicht dargestellten Antriebseinheit verbunden ist, so dass die An ¬ triebseinheit eine Antriebsbewegung auch in den Erdungsschal ¬ ter 24 einleiten kann. Bei einer geschlossenen Stellung ver- bindet der Erdungsschalter den Steckerstrompfad 14 mit dem auf Erdpotential liegenden Einführungsteilgehäuse 15, so dass die gesamte Verbindungsleitung 12, 14 in der Kontaktstellung auf Erdpotential liegt. Das Erdpotential des Erdpotentialge ¬ häuses 15 ist in Figur 6 zeichnerisch dargestellt, worauf mit dem Bezugszeichen 25 verwiesen ist.

Figur 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfin ¬ dungsgemäßen Steckvorrichtung 1, wobei lediglich eine Variante der Geräteanschlussteile 7 und 8 gezeigt ist, die sich mit ihren Buchsen 8 bzw. 9 in das Innere eines allen gemeinsamen Geräteanschlussteilgehäuses 11 erstrecken, das über einen Montageabschnitt 20 verfügt. Am Montageabschnitt 20 ist ein Flanschabschnitt 22 zur Befestigung an dem Tank eines elekt ¬ rischen Geräts ausgebildet.

In der Darstellung von Figur 7 sind die Antriebseinheit 18 sowie der mechanische Schalter 17 in Gestalt einer Vakuumschaltröhre genauer dargestellt. Bei der Antriebseinheit 18 handelt es sich um einen sogenannten elektromagnetischen Reluktanzantrieb, der zwei Erregerwicklungen 26 und 27 auf ¬ weist, die mit Permanentmagneten 28 über ein magnetisierbares Joch 40 zusammenwirken, um ein Bewegteil 29 von der gezeigten Trennstellung, in der der Buchsenstrompfad 12 unterbrochen ist, in eine Kontaktstellung zu überführen, in welcher das Bewegteil zu der unteren Erregerwicklung 26 bewegt wird, wo ¬ bei die Bewegung über eine aus einem elektrisch nicht leitenden Material gefertigte Schaltstange 30 in eine elektrisch leitende Kontaktstange 31 einzuführen, die über einen flexib ¬ len Bandleiter 32 und eine Kontaktstange 30 mit den figürlich nicht dargestellten Aufnahmekontakten der Geräteanschlusstei- le 7 bzw. 8 verbunden ist. Die Kontaktstange ist wiederum fest mit dem Kontakt 34 der Vakuumschaltröhre 17 verbunden, wobei die Kontaktstange 31 einen aus Kupfer gefertigten Röh ¬ rendeckel 35 durchgreift, der von einem weiteren ihm axial oder in Längsrichtung gegenüberliegenden Röhrendeckel 36 durch eine Keramikröhre 37 beabstandet ist. Die Vakuumschalt ¬ röhre 17 ist ortsfest an dem Geräteanschlussteilgehäuse 11 gehalten. Die Kontaktstange 31 ist aufgrund eines Faltenbalgs gasdicht mit der Kontaktstange 31 sowie mit dem Röhrendeckel 35 verbunden und gleichzeitig längsbeweglich geführt, so dass der Bewegkontakt 34 in Kontakt mit dem Festkontakt 39 ge ¬ bracht werden kann, der ortsfest mit in dem Gehäusedeckel 37 verbunden ist.

Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfin ¬ dungsgemäßen Steckvorrichtung 1, die sich von dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass der Schalter 17 mit seinem Festkontakt direkt und ortsfest mit dem Aufnahmekontakt der Buchse 9 verbunden ist. Der Be ¬ wegkontakt des Schalters 17, der figürlich nicht dargestellt ist, ist über eine Schaltstange 41 mit der Antriebseinheit 18 verbunden. Der Buchsenstrompfad 12 wird somit von dem Schal- ter 17 beziehungsweise den Kontakten der Schalteinheit 17 der Schaltstange 41 und der Antriebseinheit 18 gebildet. An der Antriebseinheit 18 sind Anschlüsse zur Verbindung mit dem Verbindungsstrompfad des elektrischen Geräts 3 vorgesehen, der figürlich ebenfalls nicht dargestellt ist. Die Ecken der Antriebseinheit 18 sind zweckmäßig abgerundet, um das Entste ¬ hen hoher elektrischer Feldstärken zu vermeiden. Der untere Abschnitt des Gehäuses der Antriebseinheit dient bei dieser Ausgestaltung als elektrisches Schild zur Homogenisierung des Feldverlaufes. Die elektrische Verbindung zum elektrischen Gerät wird vorzugsweise axial mittig zur durch das Gehäuse der Antriebseinheit gebildeten elektrischen Abschirmung

(Elektrode) angeordnet. Die Schaltstange 41 erstreckt sich durch den figürlich nicht dargestellten Montageabschnitt 20 der Verbindungseinheit. Aufgrund des gegenüber der Schaltein ¬ heit 17 und der Antriebseinheit 18 verkleinerten radialen Durchmessers der Schaltstange 41 können Feldsteuerungsmittel 42 im Geräteanschlussgehäuse 11 vorgesehen sein, mit denen der Verlauf des elektrischen Feldes kontrolliert werden kann.

In dem in Figur 8 gezeigten Ausführungsbeispiel umfassen Feldsteuermittel 42 mehrere elektrisch leitende Abschirmun ¬ gen, die konzentrisch um die Schaltstange 41 herum angeordnet sind. Auf diese Weise ist eine kapazitive Absteuerung der elektrischen Feldstärke ermöglicht. Durch die Trennung von Schalteinheit 17 und Antriebseinheit 18 und deren Anordnung oberhalb und unterhalb des elektrisch hoch beanspruchten Bereiches des Montageabschnittes im Bereich der Durchdringung des Gefäßes 4 des elektrischen Gerätes 3, sowie deren elekt ¬ rische Verbindung über die nur einen geringen Durchmesser aufweisende Schaltstange 41 wird im elektrisch kritischen Be ¬ reich der Raum für die erforderliche elektrische Isolation 42 bereitgestellt .