Schalteinrichtung, Hochspannungsleistungsschalter und Verfah ren zum Betrieb der Schalteinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für einen Hoch spannungsleistungsschalter, den Hochspannungsleistungsschal ter, und ein Verfahren zum Betrieb der Schalteinrichtung, wo bei die Schalteinrichtung wenigstens zwei Schalter zur Er mittlung von Zuständen von Vorrichtungen der Schalteinrich tung über ein Monitoring-System umfasst.

Hochspannungsleistungsschalter schalten im Allgemeinen drei phasig, d.h. es werden drei Strompfade über drei Pole bei ei ner Schalthandlung gleichzeitig durch drei parallel agierende Unterbrechereinheiten, jeweils eine Unterbrechereinheit pro Pol, geschlossen oder geöffnet. Dabei können Spannungen von bis zu 1200 kV und/oder Ströme von bis zu einigen hundert Am pere pro Phase geschaltet werden. Um die drei Phasen gleich zeitig schalten zu können gibt es zwei Bauformen der Hoch spannungsleistungsschalter. In einer ersten Bauform ist ein gemeinsamer Antrieb, insbesondere Federspeicherantrieb mecha nisch mit den drei Unterbrechereinheiten verbunden. Ein Hoch spannungsleistungsschalter zum Schalten von drei Phasen mit einem Antrieb ist z. B. aus der DE 10 2010 011 198 Al be kannt .

In einer zweiten Bauform wird jede Unterbrechereinheit durch einen eigenen Antrieb, insbesondere jeweils durch einen Fe derspeicherantrieb bewegt. Jeder dieser Federspeicherantriebe und/oder Unterbrechereinheiten hat einen Motorendschalter und/oder einen Hilfsschalter, der den Zustand der mechani schen Speicherfeder und/oder der entsprechenden Unterbrecher einheit abbildet und somit eine Bereitschaft zur EIN- Schalthandlung anzeigt und/oder eine Information ergibt, ob die jeweilige Unterbrechereinheit geschlossen oder geöffnet ist . Soll die EIN-Schaltbereitschaft durch ein Monitoring-System überwacht werden, müssen die drei Motorendschalter abgefragt werden. Dazu ist jeder der Motorendschalter mit einem insbe sondere digitalen Eingang des Monitoring-Systems elektrisch verbunden. Die logische Verknüpfung wird im Monitoring-System vorgenommen .

Um den Status der Unterbrechereinheiten des Hochspannungs leistungsschalters über ein Monitoring-System zu erfassen, müssen drei Eingänge des Monitoringsystems jeweils mit einem Hilfsschalterkontakt bzw. Schalter elektrisch verbunden wer den. Die Auswertung bzw. die Verknüpfung der Information der Eingänge erfolgt im Monitoring-System. Somit werden in beiden Fällen, der Erfassung der EIN-Schaltbereitschaft der Spei cherfedern oder der Erfassung des Status der Unterbrecherein heiten, mindestens drei elektrische Eingänge des Monitoring- Systems benötigt. Bei Erfassung der EIN-Schaltbereitschaft der Speichertedern und der Erfassung des Status der Unterbre chereinheiten unabhängig voneinander, werden sogar sechs elektrische Eingänge des Monitoring-Systems benötigt. Aktuell verwendete Monitoring-Systeme weisen aus Kostengründen aber häufig nur fünf Eingänge auf, wie z. B. Sensboxen als Daten erfassungen und/oder Datenverarbeitungen und/oder Daten speicher-, und/oder Datenübermittlungseinheit.

Eine Überwachung des Zustands eines Hochspannungsleistungs schalters umfasst zusätzlich Sensoren, wie z. B. zur Messung von Temperaturen, Feuchtigkeit, Druck, Erschütterungen,

Strom/Spannungszuständen, und/oder Widerständen, z. B. zur Messung von Verschmutzungen auf einer Isolatoroberfläche. Die Sensoren sind ebenfalls am Monitoring-System elektrisch ange schlossen und benötigen in der Regel jeweils einen separaten Eingang. Die Verwendung von mehr als einem Monitoring-System, z. B. in Form von zwei oder mehr Sensboxen, erhöht die Kosten und den Platzverbrauch sowie Aufwand. Eine Entwicklung und Verwendung von Monitoring-Systemen mit zusätzlichen Eingängen erhöht gleichfalls die Kosten und den Aufwand, und reduziert Einsparungen aus z. B. Scaling-Effekten verbunden mit gefer tigten Stückzahlen der jeweiligen Monitoring-Systeme.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltein richtung für einen Hochspannungsleistungsschalter, einen Hochspannungsleistungsschalter mit der Schalteinrichtung, und ein Verfahren zum Betrieb der Schalteinrichtung anzugeben, welche die zuvor beschriebenen Probleme lösen. Insbesondere ist es Aufgabe, einfach und kostengünstig den Zustand eines Hochspannungsleistungsschalters zu überwachen, insbesondere mit nur einem Eingang eines Monitoring-Systems für mehrere Pole .

Die angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine

Schalteinrichtung für einen Hochspannungsleistungsschalter mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1, einem Hochspan nungsleistungsschalter mit einer Schalteinrichtung, insbeson dere mit einer zuvor beschriebenen Schalteinrichtung, mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 8, und/oder durch ein Verfah ren zum Betrieb einer Schalteinrichtung für einen Hochspan nungsleistungsschalter, insbesondere einer zuvor beschriebe nen Schalteinrichtung, gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Vor teilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltein richtung für einen Hochspannungsleistungsschalter, und/oder des erfindungsgemäßen Hochspannungsleistungsschalters mit ei ner Schalteinrichtung, insbesondere mit einer zuvor beschrie benen Schalteinrichtung, und/oder des erfindungsgemäßen Ver fahrens zum Betrieb einer Schalteinrichtung für einen Hoch spannungsleistungsschalter, insbesondere einer zuvor be schriebenen Schalteinrichtung, sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei sind Gegenstände der Hauptansprüche unterei nander und mit Merkmalen von Unteransprüchen sowie Merkmale der Unteransprüche untereinander kombinierbar.

Eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung für einen Hochspan nungsleistungsschalter umfasst wenigstens zwei Schalter zur Ermittlung von Zuständen von Vorrichtungen der Schalteinrich tung über ein Monitoring-System. Die wenigstens zwei Schalter sind in Reihenschaltung und/oder in Parallelschaltung mitei nander verschaltet und sind zusammen mit genau einem Eingang des Monitoring-Systems verschaltbar.

Dadurch erfolgt eine Art Signalverarbeitung der wenigstens zwei Schalter schon über die Schalteinrichtung, und von den Eingängen des Monitoring-Systems wird nur ein Eingang benö tigt. Die anderen Eingänge können z. B. für Sensoren, insbe sondere zur Messung von Temperaturen, Feuchtigkeit, Druck, Erschütterungen, Strom/Spannungszuständen, und/oder Wider ständen sowie anderen Zustandsgrößen des Hochspannungsleis tungsschalters verwendet werden. Das spart Aufwand und Kosten und ermöglicht die optimale Nutzung des Monitoring-Systems, insbesondere für mehrere Pole.

Die wenigstens zwei Schalter können jeweils Hilfsschalter sein, welche den Zustand einer jeweiligen Vorrichtung, insbe sondere einer jeweiligen Unterbrechereinheit abbilden. Somit wird die Überwachung von mehreren Vorrichtungen des Hochspan nungsleistungsschalters, insbesondere Unterbrechereinheiten verschiedener Pole, über nur einen Eingang des Monitoring- Systems, z. B. einer Sensbox, möglich, mit den zuvor be schriebenen Vorteilen.

Die wenigstens zwei Schalter können jeweils von mechanischen Verbindungselementen, insbesondere Elementen einer kinemati schen Kette, der jeweiligen Vorrichtung, insbesondere der je weiligen Unterbrechereinheit, betätigbar sein. Dadurch ist mit einem Schalter eine Unterbrechereinheit überwachbar und mit einem zweiten Schalter gleichzeitig eine zweite Unterbre chereinheit überwachbar usw., bei Verwendung von nur einem Eingang des Monitoring-Systems.

Die wenigstens zwei Schalter können jeweils Motorendlagen schalter sein, welche den Zustand abbilden einer jeweiligen Speicherfeder für einen Antrieb einer Unterbrechereinheit.

Bei voll gespannten Speicherfedern, insbesondere aller Spei cherfedern, kann ein Signal am Eingang des Monitoring-Systems anliegen, welches den Zustand eindeutig kennzeichnet. Damit ist der Hochspannungsleistungsschalter voll einsatzbereit, und kann für alle Pole geschaltet werden, insbesondere mit einer Aus-Ein-Aus Schaltfolge.

Den wenigstens zwei Schaltern kann jeweils ein Motor zum Spannen einer Speicherfeder über ein Spannrad zugeordnet sein, wobei der jeweilige Schalter über Nocken am Spannrad, insbesondere einen Nocken, und/oder Vertiefungen im Spannrad, insbesondere eine Vertiefung im Umfangs des Spannrads ange ordnet, auslösbar sein kann. Bei Drehung des Spannrads löst der Nocken eine Betätigung des Schalters aus, insbesondere führt im Bereich des Nocken zu einem eingeschalteten Schal ter. Bei Drehung eines Spannrads mit Vertiefung löst die Ver tiefung eine Betätigung des Schalters aus, insbesondere führt die Vertiefung zu einem ausgeschalteten Schalter. Dadurch ist eine eindeutige Information über den Zustand der Speicherfe der, d. h. voll gespannt oder nicht voll gespannt, und damit über den Hochspannungsleistungsschalter bzw. dessen Antriebe und/oder Unterbrechereinheiten, gegeben, mit einfachen, kos tengünstigen und zuverlässigen Mitteln.

Die Schalteinrichtung kann genau drei Schalter umfassen, ins besondere einen Schalter pro Pol des Hochspannungsleistungs schalters, wobei jedem Schalter jeweils eine Unterbrecherein heit und/oder eine Speicherfeder und/oder ein Motor zum Span nen einer Speicherfeder zugeordnet ist. Damit ist für einen Hochspannungsleistungsschalter zum Schalten von drei Polen einfach und kostengünstig der Zustand, insbesondere der Be reitschaftszustand für alle drei Pole zum Schalten, mit einem Eingang des Monitoring-Systems detektierbar .

Wenigstens ein Relais und/oder Schütz kann ausgebildet sein zwischen der Reihen- und Parallelschaltung der wenigstens zwei Schalter zu wechseln, insbesondere durch Schalten von Öffner- und/oder Schließkontakten. Eine Reihenschaltung der wenigstens zwei Schalter entspricht einer UND Verknüpfung, womit z. B. der Zustand mindestens einer geöffneten Unterbre chereinheit detektierbar ist und/oder der Zustand mindestens einer nicht vollständig gespannten Speicherfeder, was einem nicht voll einsatzfähigen Schalter entspricht. Eine Parallel schaltung der wenigstens zwei Schalter entspricht einer ODER Verknüpfung, womit z. B. der Zustand eines komplett, d. h. mit allen Unterbrechereinheiten geöffneten Hochspannungsleis tungsschalters detektierbar ist und/oder der Zustand aller vollständig gespannter Speicherfedern, was einem voll ein satzfähigen Schalter entspricht. Ein Wechseln zwischen der Reihen- und Parallelschaltung der wenigstens zwei Schalter ermöglicht die Detektion und damit Unterscheidung der Zustän de mindestens einer und aller geöffneter Unterbrechereinhei ten und/oder mindestens einer nicht vollständig gespannten Speicherfeder und alle Speicherfedern vollständig gespannt. Somit ist über nur einen Eingang des Monitoring-Systems mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung eine Vielzahl an Zuständen des Hochspannungsleistungsschalters eindeutig, einfach und kostengünstig feststellbar bzw. detektierbar.

Der erfindungsgemäße Hochspannungsleistungsschalter kann eine Schalteinrichtung, insbesondere eine zuvor beschriebene

Schalteinrichtung umfassen, mit einem Monitoring-System, wel ches eine Datenerfassungs-, und/oder Datenverarbeitungs-, und/oder Datenspeicher-, und/oder Datenübermittlungseinheit sein kann und/oder umfassen kann, insbesondere mit Digital- Analog- und/oder Analog-Digital-Wandlern . Damit kann z. B. eine einfache und kostengünstige Fernwartung und/oder Steue rung des Hochspannungsleistungsschalters über das Monitoring- System erfolgen, und/oder Zustände können einfach und kosten günstig, insbesondere mit wenig Speicherbedarf pro Zustands änderung, gespeichert und/oder bei einer Wartung ausgelesen werden, insbesondere aus der Ferne per z. B. Handheldgerät, z. B. Handy, Laptop oder Tablet . Das Monitoring-System kann mehr als einen elektrischen und/oder optischen Eingang umfassen, insbesondere fünf Ein gänge, und die Reihenschaltung und/oder die Parallelschaltung der wenigstens zwei Schalter, insbesondere drei Schalter, kann an einem der Eingänge angeschlossen sein. Dadurch ist der Zustand des Hochspannungsleistungsschalters mit nur einem Monitoring-System detektierbar bzw. monitorbar, insbesondere mit nur einer Sensbox, und es verbleiben freie Eingänge, ins besondere vier freie Eingänge, an welchen weitere Sensoren wie zuvor beschrieben angeschlossen sein können.

Sensoren, insbesondere Sensoren zur Überwachung des Zustands des Hochspannungsleistungsschalters, insbesondere Sensoren zur Messung von Temperatur, Feuchte, Druck, Strom/Spannung, Widerstand und/oder Strahlung, können umfasst sein, welche mit Eingängen des Monitoring-Systems verbunden sind. So kön nen fünf Eingänge vorgesehen sein, insbesondere drei analoge Eingänge und zwei digitale Eingänge, wobei die erfindungsge mäße Schalteinrichtung z. B. an einem digitalen Eingang ange schlossen sein kann, und die Sensoren können an den analogen und dem einen weiteren digitalen Eingang angeschlossen sein. Damit können eine Reihe von Messgrößen und Zuständen mit mi nimalem Aufwand, insbesondere nur einer Sensbox, verarbeitet, aufgezeichnet und/oder übermittelt werden.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb einer Schaltein richtung für einen Hochspannungsleistungsschalter, insbeson dere einer zuvor beschriebenen Schalteinrichtung, umfasst, dass wenigstens zwei Schalter Zustände von Vorrichtungen der Schalteinrichtung wiedergeben, und in Reihenschaltung

und/oder in Parallelschaltung den Zustand über einen Eingang, insbesondere über genau einen Eingang eines Monitoring- Systems, in Form von elektrischen Größen, insbesondere Span nung, weitergeben. Die wenigstens zwei Schalter können als ODER-Verknüpfung durch Parallelschaltung verknüpft werden und/oder die wenigs tens zwei Schalter können als UND-Verknüpfung durch Reihen schaltung verknüpft werden.

Die wenigstens zwei Schalter können als Endlagenschalter je weils den Zustand einer Speicherfeder als Antrieb für eine Unterbrechereinheit wiedergeben. Bei Parallelschaltung der wenigstens zwei Schalter als ODER-Verknüpfung kann eine Span nung am Eingang des Monitoring-Systems anliegen, bis alle Speicherfedern gespannt sind. Bei Reihenschaltung der wenigs tens zwei Schalter als UND-Verknüpfung kann eine Spannung am Eingang des Monitoring-Systems anliegen, bis wenigstens eine Speicherfeder gespannt ist. Insbesondere über ein Relais kann die Verschaltung der wenigstens zwei Schalter gewechselt wer den zwischen Reihen- und Parallelschaltung, insbesondere ab hängig vom Auslösen des Hochspannungsleistungsschalters.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb ei ner Schalteinrichtung für einen Hochspannungsleistungsschal ter, insbesondere einer zuvor beschriebenen Schalteinrich tung, gemäß Patentanspruch 11, und/oder des Hochspannungs leistungsschalters mit einer Schalteinrichtung, insbesondere mit einer zuvor beschriebenen Schalteinrichtung, gemäß Pa tentanspruch 8, sind analog den zuvor beschriebenen Vorteilen der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung für einen Hochspan nungsleistungsschalter gemäß Patentanspruch 1 und umgekehrt.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung sche matisch in den Figuren 1 bis 7 dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.

Dabei zeigen die

Figur 1 schematisch eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung

1 für einen Hochspannungsleistungsschalter, mit drei Schaltern 2a, 2b, 2c in Reihe, zur Ermittlung von Zuständen von Vorrichtungen 3a, 3b, 3c der Schalteinrichtung 1 über ein Monitoring-System 4, und

Figur 2 schematisch eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung

1 mit drei Schaltern 2a, 2b, 2c in Reihe, zur Er mittlung von Zuständen von Speicherfedern 6a, 6b,

6c über Motorendschaltkontakte, betätigbar über Spannräder 9a, 9b, 9c mit Nocken 10a, 10b, 10c, und

Figur 3 schematisch eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung

1 mit drei Schaltern 2a, 2b, 2c in Reihe, analog der Schalteinrichtung der Figur 3, wobei die Spann räder 9a, 9b, 9c Vertiefungen 11a, 11b, 11c statt

Nocken 10a, 10b, 10c aufweisen, und

Figur 4 schematisch eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung

1 für einen Hochspannungsleistungsschalter, analog der Schalteinrichtung 1 der Figur 1, aber mit drei Schaltern 2a, 2b, 2c in Parallelschaltung, und

Figur 5 schematisch eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung

1, analog der Schalteinrichtung 1 der Figur 2, aber mit drei Schaltern 2a, 2b, 2c in Parallelschaltung, und

Figur 6 schematisch eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung

1, analog der Schalteinrichtung 1 der Figur 3, aber mit drei Schaltern 2a, 2b, 2c in Parallelschaltung, und

Figur 7 schematisch eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung

1 für einen Hochspannungsleistungsschalter, mit drei Schaltern 2a, 2b, 2c, bei welchen zwischen Reihen- und Parallelschaltung über Öffnerkontakte 13, 14 gewechselt wird. In Figur 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Schaltein richtung 1 für einen Hochspannungsleistungsschalter darge stellt, mit drei Schaltern 2a, 2b, 2c in Reihe, zur Ermitt lung von Zuständen von Vorrichtungen 3a, 3b, 3c der Schalt einrichtung 1 über ein Monitoring-System 4. Die Reihenschal tung ist an einem einzigen Eingang des Monitoring-Systems 4 angeschlossen, welches z. B. eine Sensbox mit 5 Eingängen ist, ausgebildet z. B. als Datenerfassungs-, Datenverarbei- tungs-, Datenspeicher-, und/oder Datenübermittlungseinheit. Die drei Schalter 2a, 2b, 2c sind z. B. jeweils mit einer da zugehörigen Speicherfeder 6a, 6b, 6c und/oder Unterbrecher einheit 5a, 5b, 5c als Vorrichtungen 3a, 3b, 3c verbunden, deren Zustände über die Schalteinrichtung 1 zu ermitteln sind. Eine Verbindung erfolgt insbesondere mechanisch über mechanische Verbindungselemente 7a, 7b, 7c, welche z. B. Ele mente einer kinematischen Kette des Hochspannungsleistungs schalters sind oder umfassen, und ausgebildet sind die zuge hörigen Schalter 2a, 2b, 2c bei Zustandsänderungen der jewei ligen Speicherfeder 6a, 6b, 6c und/oder Unterbrechereinheit

5a, 5b, 5c als Vorrichtungen 3a, 3b, 3c zu betätigen.

Die drei Schalter 2a, 2b, 2c, z. B. als Hilfsschalterkontak te, sind elektrisch so verschaltet, dass der Status der drei Speicherfedern 6a, 6b, 6c und/oder Unterbrechereinheiten 5a,

5b, 5c des Hochspannungsleistungsschalters zusammengefasst werden kann, und durch einen, insbesondere genau einen z. B. digitalen Eingang des Monitoring-Systems 4 erfassbar ist.

In Figur 1 sind die drei Schalter 2a, 2b, 2c in Reihe ge schaltet und elektrisch mit einem Eingang des Monitoring- Systems 4 verbunden. Werden die Unterbrechereinheiten 5a, 5b, 5c durch die mechanischen Antriebe, z. B. ausgebildet in Form von Speicherfedern 2a, 2b, 2c, geschlossen, dann werden durch die mechanischen Verbindungselemente 7a, 7b, 7c die Schalter 2a, 2b, 2c geschlossen. Am Eingang des Monitoring-Systems 4 liegt eine elektrische Spannung an, die den geschlossenen Zu stand aller Unterbrechereinheiten 5a, 5b, 5c und somit des Hochspannungsleistungsschalters darstellt. Ist mindestens ei ne Unterbrechereinheit 5a, 5b, 5c geöffnet, dann ist auch der entsprechende Schalter 2a, 2b, 2c geöffnet. Durch die

Reihenschaltung und die damit verbundene UND Verknüpfung der Schalter 2a, 2b, 2c liegt keine Spannung am Eingang des Moni toring-Systems 4 an. Somit wird der Zustand mindestens einer geöffneten Unterbrechereinheit 5a, 5b, 5c angezeigt.

In Figur 2 ist schematisch eine erfindungsgemäße Schaltein richtung 1 für einen Hochspannungsleistungsschalter darge stellt, mit drei Schaltern 2a, 2b, 2c in Reihe, zur Ermitt lung von Zuständen der Speicherfedern 6a, 6b, 6c und/oder von

Zuständen von Motoren 8a, 8b, 8c zum Spannen der Speicherfe dern 6a, 6b, 6c, über ein Monitoring-System 4. Die Reihen schaltung ist analog Figur 1 an einem einzigen Eingang des Monitoring-Systems 4 angeschlossen, wobei das Monitoring- System 4 z. B. eine Sensbox mit 5 Eingängen ist, ausgebildet z. B. als Datenerfassungs-, Datenverarbeitungs-, Datenspei cher-, und/oder Datenübermittlungseinheit.

Die drei Schalter 2a, 2b, 2c sind z. B. als Motorendschalter kontakte ausgebildet bzw. von diesen umfasst. Die Motoren 8a, 8b, 8c sind ausgebildet über mechanische Elemente, insbeson dere Getriebeteile und/oder Elemente einer kinematischen Ket te, welche Spannräder 9a, 9b, 9c umfassen, die Speicherfedern

6a, 6b, 6c zu spannen. Dabei weisen in Figur 2 die Spannräder 9a, 9b, 9c Nocken 10a, 10b, 10c, z. B. in Form von Ausbuch tungen am Umfang des jeweiligen Spannrads 9a, 9b, 9c, auf, welche die jeweiligen Schalter 2a, 2b, 2c betätigen, insbe sondere bei Erreichen der Endlage des jeweiligen Motors 8a, 8b, 8c bei voll gespannter, zugeordneter Speicherfeder 6a,

6b, 6c. In Figur 3 weisen die Spannräder 9a, 9b, 9c statt No cken 10a, 10b, 10c Vertiefungen 11a, 11b, 11c, z. B. in Form von Ausnehmungen am Umfang des jeweiligen Spannrads 9a, 9b,

9c, auf, welche die jeweiligen Schalter 2a, 2b, 2c betätigen, insbesondere bei Erreichen der Endlage des jeweiligen Motors 8a, 8b, 8c bei voll gespannter, zugeordneter Speicherfeder 6a, 6b, 6c.

Die drei Schalter 2a, 2b, 2c, insbesondere ausgebildet als Motorendschalterkontakte, sind elektrisch so verschaltet, dass der Status der drei Speicherfedern 6a, 6b, 6c des Hoch spannungsleistungsschalters zusammengefasst und durch einen, insbesondere genau einen z. B. digitalen Eingang des Monito ring-Systems 4 erfassbar ist.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 2 wird die Stellung der je weiligen Speicherfeder 6a, 6b, 6c durch einen Nocken 10a,

10b, 10c auf dem zugeordneten Spannrad 9a, 9b, 9c indiziert. Die Schalter 2a, 2b, 2c, z. B. in Form von Motorendschalter kontakten, sind als Öffnerkontakt ausgebildet, die in Reihe geschaltet sind. In dieser Konfiguration liegt nur solange Spannung am Monitoring-System 4 bzw. am Eingang des Monito ring-Systems 4 an, bis eine der drei Speicherfedern 6a, 6b,

6c gespannt ist und der Strompfad damit geöffnet ist.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 3 wird der Status jeder ein zelnen Speicherfeder 6a, 6b, 6c durch die Schalter 2a, 2b, 2c überwacht. In dem Ausführungsbeispiel wird die Information über nur einen vollständig gespannten Pol des Hochspannungs leistungsschalters durchgesetzt, wenn nur eine der drei Spei cherfedern 2a, 2b, 2c vollständig gespannt ist. Die Schalter 2a, 2b, 2c sind als Schließerkontakt ausgeführt und in Reihe geschaltet und stellen somit eine UND-Verknüpfung dar. Die Reihenschaltung ist elektrisch mit dem Eingang des Monito ring-Systems 4 verbunden. Bei nicht vollständig gespannter Speicherfeder 6a, 6b, 6c ist der entsprechende Schalter 2a,

2b, 2c durch den Umfang des Spannrades 9a, 9b, 9c betätig und der Strompfad über den entsprechenden Schalter 2a, 2b, 2c ist geschlossen. Am Eingang des Monitoring-Systems 4 liegt solan ge eine Spannung an, bis der Strompfad unterbrochen wird. Der Strompfad wird geöffnet, wenn eine der Speicherfedern 6a, 6b,

6c gespannt ist, der Schalter 2a, 2b, 2c bzw. Endlagenschal- ter in die jeweilige Vertiefung 11a, 11b, 11c im Spannrad 9a, 9b, 9c fällt und somit die Betätigung des Schalters 2a, 2b,

2c aufgehoben wird. Ist der Strompfad nur eines Schalters 2a, 2b, 2c unterbrochen, dann ist die UND-Verknüpfung unterbro chen und am Eingang des Monitoring-Systems 4 liegt keine Spannung an .

In Figur 4 ist schematisch eine erfindungsgemäße Schaltein richtung 1 für einen Hochspannungsleistungsschalter darge stellt, mit drei Schaltern 2a, 2b, 2c in Parallelschaltung, zur Ermittlung von Zuständen von Vorrichtungen 3a, 3b, 3c der Schalteinrichtung 1 über das Monitoring-System 4. Die Paral lelschaltung ist an einem einzigen Eingang des Monitoring- Systems 4 angeschlossen, wobei das Monitoring-System 4 z. B. eine Sensbox mit 5 Eingängen ist, ausgebildet z. B. als Da- tenerfassungs-, Datenverarbeitungs-, Datenspeicher-, und/oder Datenübermittlungseinheit. Die drei Schalter 2a, 2b, 2c sind z. B. jeweils mit einer dazugehörigen Speicherfeder 6a, 6b,

6c und/oder Unterbrechereinheit 5a, 5b, 5c als Vorrichtungen 3a, 3b, 3c verbunden, deren Zustände über die Schalteinrich tung 1 zu ermitteln sind. Eine Verbindung erfolgt insbesonde re mechanisch über mechanische Verbindungselemente 7a, 7b,

7c, welche z. B. Elemente einer kinematischen Kette des Hoch spannungsleistungsschalters sind oder umfassen, und ausgebil det sind die zugehörigen Schalter 2a, 2b, 2c bei Zustandsän derungen der jeweiligen Speicherfeder 6a, 6b, 6c und/oder Un terbrechereinheit 5a, 5b, 5c als Vorrichtungen 3a, 3b, 3c zu betätigen .

Die drei Schalter 2a, 2b, 2c, z. B. als Hilfsschalterkontak te, sind elektrisch so verschaltet, dass der Status der drei Speicherfedern 6a, 6b, 6c und/oder Unterbrechereinheiten 5a,

5b, 5c des Hochspannungsleistungsschalters zusammengefasst werden kann, und durch einen, insbesondere genau einen z. B. digitalen Eingang des Monitoring-Systems 4 erfassbar ist. In Figur 4 sind die drei Schalter 2a, 2b, 2c in Parallel schaltung geschaltet und elektrisch mit einem Eingang des Mo nitoring-Systems 4 verbunden. Werden die Unterbrechereinhei ten 5a, 5b, 5c durch die mechanischen Antriebe, z. B. ausge bildet in Form von Speichertedern 2a, 2b, 2c, geschlossen, dann werden durch die mechanischen Verbindungselemente 7a,

7b, 7c die Schalter 2a, 2b, 2c geschlossen. Am Eingang des Monitoring-Systems 4 liegt eine elektrische Spannung an, die den geschlossenen Zustand mindestens einer der drei Unterbre chereinheiten 5a, 5b, 5c darstellt. Sind alle Unterbrecher einheiten 5a, 5b, 5c geöffnet, dann sind auch alle Schalter 2a, 2b, 2c geöffnet. Durch die Parallelschaltung und die da mit verbundene ODER-Verknüpfung der Schalter 2a, 2b, 2c liegt erst jetzt keine Spannung am Eingang des Monitoring-Systems 4 an. Somit wird der Zustand eines komplett geöffneten Hoch spannungsleistungsschalters angezeigt .

In Figur 5 ist schematisch eine erfindungsgemäße Schaltein richtung 1 für einen Hochspannungsleistungsschalter darge stellt, mit drei Schaltern 2a, 2b, 2c in Parallelschaltung, zur Ermittlung von Zuständen der Speicherfedern 6a, 6b, 6c und/oder von Zuständen von Motoren 8a, 8b, 8c zum Spannen der

Speichertedern 6a, 6b, 6c, über ein Monitoring-System 4. Die

Parallelschaltung ist analog Figur 4 an einem einzigen Ein gang des Monitoring-Systems 4 angeschlossen, welches z. B. eine Sensbox mit 5 Eingängen ist, ausgebildet z. B. als Da- tenerfassungs-, Datenverarbeitungs-, Datenspeicher-, und/oder Datenübermittlungseinheit .

Die drei Schalter 2a, 2b, 2c sind z. B. als Motorendschalter kontakte ausgebildet bzw. von diesen umfasst. Die Motoren 8a, 8b, 8c sind ausgebildet über mechanische Elemente, insbeson dere Getriebeteile und/oder Elemente einer kinematischen Ket te, welche Spannräder 9a, 9b, 9c umfassen, die Speicherfedern

6a, 6b, 6c zu spannen. Dabei weisen in Figur 5, analog Figur

2, die Spannräder 9a, 9b, 9c Nocken 10a, 10b, 10c, z. B. in Form von Ausbuchtungen am Umfang des jeweiligen Spannrads 9a, 9b, 9c, auf, welche die jeweiligen Schalter 2a, 2b, 2c betä tigen, insbesondere bei Erreichen der Endlage des jeweiligen Motors 8a, 8b, 8c bei voll gespannter, zugeordneter Speicher feder 6a, 6b, 6c. In Figur 6, analog Figur 3, weisen die

Spannräder 9a, 9b, 9c statt Nocken 10a, 10b, 10c Vertiefungen

11a, 11b, 11c, z. B. in Form von Ausnehmungen am Umfang des jeweiligen Spannrads 9a, 9b, 9c, auf, welche die jeweiligen Schalter 2a, 2b, 2c betätigen, insbesondere bei Erreichen der Endlage des jeweiligen Motors 8a, 8b, 8c bei voll gespannter, zugeordneter Speicherfeder 6a, 6b, 6c.

Die drei Schalter 2a, 2b, 2c, insbesondere ausgebildet als Motorendschalterkontakte, sind elektrisch so verschaltet, dass der Status der drei Speicherfedern 6a, 6b, 6c des Hoch spannungsleistungsschalters zusammengefasst und durch einen, insbesondere genau einen z. B. digitalen Eingang des Monito ring-Systems 4 erfassbar ist.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 5 wird die Stellung der je weiligen Speicherfeder 6a, 6b, 6c durch einen Nocken 10a,

10b, 10c auf dem zugeordneten Spannrad 9a, 9b, 9c indiziert. Die Schalter 2a, 2b, 2c, z. B. in Form von Motorendschalter kontakten, sind als Öffnerkontakt ausgebildet, die in Paral lelschaltung geschaltet bzw. verschaltet sind. In dieser Kon figuration liegt nur solange Spannung am Monitoring-System 4 bzw. am Eingang des Monitoring-Systems 4 an, bis die letzte der drei Speicherfedern 6a, 6b, 6c gespannt ist und der

Strompfad damit geöffnet ist.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 6 wird die Information über einen nicht vollständig gespannten und somit nicht schaltbe reiten Hochspannungsleistungsschalter durchgesetzt, wenn nur eine der drei Speicherfedern 2a, 2b, 2c nicht vollständig ge spannt ist. Der Status jeder einzelnen Speicherfeder 2a, 2b, 2c wird durch die Schalter 2a, 2b, 2c überwacht. Die Schalter 2a, 2b, 2c sind als Schließerkontakt ausgeführt und parallel zu einander geschaltet und stellen somit eine ODER- Verknüpfung dar. Diese Parallelschaltung wird elektrisch mit einem, insbesondere mit genau einem z. B. digitalem Eingang des Monitoring-Systems 4 verbunden. Bei nicht vollständig ge spannter Speicherfeder 6a, 6b, 6c ist der entsprechende

Schalter 2a, 2b, 2c durch den Umfang des Spannrades 9a, 9b,

9c betätig, und der Strompfad ist über den entsprechenden Schalter 2a, 2b, 2c bzw. Endschalter geschlossen. Am Eingang des Monitoring-Systems 4 liegt eine Spannung an. Der Strom pfad wird geöffnet, wenn die Speicherfeder 6a, 6b, 6c ge spannt ist, der Schalter 2a, 2b, 2c in die Ausnehmungen am Umfang des jeweiligen Spannrads 9a, 9b, 9c fällt und somit die Betätigung des Schalter 2a, 2b, 2c aufgehoben wird. Ist der Strompfad jedes Schalters 2a, 2b, 2c unterbrochen, dann ist die ODER-Verknüpfung unterbrochen und am Eingang des Monitoring-Systems 4 liegt keine Spannung an.

Um eine allgemeingültige Aussage zum Zustand des Hochspan nungsleistungsschalters mit nur einem Eingang des Monitoring- Systems 4 zu treffen bzw. einen Fehler in der erwünschten Schalthandlung zu identifizieren, ist eine Umschaltung zwi schen einer Reihen- und Parallelschaltung der Schalter 2a,

2b, 2c in Abhängigkeit von der aktuellen Schalthandlung not wendig. Eine entsprechende erfindungsgemäße Schalteinrichtung 1, welche ein Umschalten zwischen Reihen- und Parallelschal tung der Schalter 2a, 2b, 2c ermöglicht, ist in Figur 7 dar gestellt. Dazu wird ein Schütz und/oder Relais 19 verwendet. Dieses Schütz 19 wird parallel zu den EIN-Auslösern 12a, 12b, 12c der Antriebe geschaltet. Diese Parallelschaltung kann durch einen Öffnerkontakt 17 des Schützes 19 unterbrochen werden .

Weiterhin werden je ein Schließerkontakt der Schalter 2a, 2b, 2c der drei Antriebe parallel geschaltet. Das entstehende Netzwerk wird durch Öffnerkontakte 13 und 14 des Schützes 19 so ergänzt, dass die Parallelschaltung der Schalter 2a, 2b,

2c unterbrochen werden kann und somit zu einer Reihenschal tung wird. Ein weiterer Schließerkontakt 16 des Schützes 19 bildet eine Reihenschaltung mit einem Öffnerkontakt 18 der AUS-Betätigung und mit der Parallelschaltung von jeweils einem weiteren Hilfsschalterschließerkontakt der drei Phasen 15a, 15b, 15c. Diese Reihenschaltung verbindet, wenn einer der drei benann ten Hilfsschalterschließerkontakte 15a, 15b, 15c und der Schließerkontakt 16 des Schützes 19 geschlossen sind, das Schütz 19 mit der Versorgungsspannung.

Im ausgeschalteten Zustand des Hochspannungsleistungsschal ters sind normalerweise alle Schließkontakte der drei Schal ter 2a, 2b, 2c, die den Zustand der Unterbrechereinheiten 5a, 5b, 5c des Hochspannungsleistungsschalters darstellen, offen. Um diesen Zustand eindeutig feststellen zu können, müssen die drei Schalter 2a, 2b, 2c parallel geschaltet sein. Diese Pa rallelschaltung ist durch die geschlossenen Öffnerkontakte 13 und 14 des Schützes 19 realisiert. Beim EIN-Schalten des Hochspannungsleistungsschalters werden die EIN-Auslöser 12a, 12b, 12c mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt und die Unterbrechereinheiten 5a, 5b, 5c werden geschlossen. Da der Öffnerkontakt 17 des Schützes 19 geschlossen ist, wird auch das Schütz 19 mit Spannung versorgt. Dadurch zieht das Schütz 19 an und schließt den Schließerkontakt 16, der durch die Reihenschaltung mit den parallel geschalteten Schließerkon takten der Hilfsschalter 15a, 15b, 15c das Schütz 19 mit Spannung versorgt, denn die Schließerkontakte der Hilfsschal ter 15a, 15b, 15c sind geschlossen. Das Schütz 19 hält sich selbst, auch wenn der Spannungsimpuls für die EIN-Auslöser entfällt. Weiterhin öffnet das betätigte Schütz 19 seine Öff nerkontakte 13 und 14, wodurch die Schließerkontakte der Schalter 2a, 2b, 2c in Reihe geschaltet werden. Dadurch lässt sich eindeutig feststellen, dass jeder der drei Schalter 2a, 2b, 2c, die den Zustand der Unterbrechereinheiten 5a, 5b, 5c des Hochspannungsleistungsschalters darstellen, geschlossen ist . Bei der darauffolgenden AUS-Schaltung wird die Selbsthaltung des Schützes 19 durch den Öffnerkontakt 18 der AUS-Betätigung oder durch die in Reihe dazu geschaltete Parallelschaltung der Schließerkontakte der Hilfsschalter 15a, 15b, 15c aufge löst. Dadurch fällt das Schütz 19 ab. Seine Öffnerkontakte 13 und 14 schließen und die Reihenschaltung der Schließerkontak te der drei Schalter 2a, 2b, 2c, die den Zustand der Unter brechereinheiten 5a, 5b, 5c des Hochspannungsleistungsschal ters darstellen, wird zu einer Parallelschaltung. Schaltet eine Unterbrechereinheit 5a, 5b, 5c nicht ein, zieht das Schütz 19 trotzdem an und hält sich trotzdem selbst, weil mindestens einer der anderen beiden parallelgeschalteten Hilfschalterkontakte 15a, 15b, 15c geschlossen ist. Die Pa rallelschaltung der drei Schalter 2a, 2b, 2c, die den Zustand der Unterbrechereinheiten 5a, 5b, 5c des Hochspannungsleis tungsschalters darstellen, wird somit zu einer Reihenschal tung. Diese Reihenschaltung leitet aber keine elektrische Spannung zum Eingang des Monitoring-Systems 4, weil sie un terbrochen durch den offenen Schalter 2a, 2b, 2c der nicht funktionierenden Unterbrechereinheit 5a, 5b, 5c, geöffnet ist .

Das Monitoring-System 4 indiziert somit ein EIN-Kommando, aber stellt nicht das entsprechende Signal am Eingang fest. Somit wird ein Fehler ausgegeben.

Schaltet eine Unterbrechereinheit 5a, 5b, 5c nicht aus, wird die Selbsthaltung des Schützes 19 trotzdem unterbrochen und es fällt trotzdem ab, weil der Öffnerkontakt 18 der AUS- Betätigung den Strompfad öffnet. Die Reihenschaltung der drei Schalter 2a, 2b, 2c, die den Zustand der Unterbrechereinhei ten 5a, 5b, 5c des Hochspannungsleistungsschalters darstel len, wird somit zu einer Parallelschaltung. Diese Parallel schaltung leitet die elektrische Spannung zum Eingang des Mo nitoring-Systems 4, weil sie durch den geschlossenen Schalter 2a, 2b, 2c der nicht funktionierenden Unterbrechereinheit 5a, 5b, 5c, geschlossen ist. Das Monitoring-System 4 indiziert somit ein AUS-Kommando, aber stellt nicht das ausbleibende Signal am Eingang fest. Somit wird ein Fehler ausgegeben.

Bei Hochspannungsleistungsschaltern, bekannt aus dem Stand der Technik, wird jeder Endschalter elektrisch mit je einem Eingang des Monitoring-Systems verbunden. Somit werden drei Eingänge des Monitoring-Systems belegt und die eigentliche Signalinterpretation wird im Monitoring-System durchgeführt.

Stattdessen bewirkt die erfindungsgemäße Schalteinrichtung 1, wie zuvor beschrieben, dass ein Teil der Signalinterpretati on, nämlich die Verknüpfung z. B. in Form von UND oder ODER, insbesondere umschaltbar zwischen UND und ODER, durch die Verdrahtung bzw. Verschaltung der Endschalter bzw. Schalter 2a, 2b, 2c vorgenommen wird. Dadurch wird die Anzahl der be nötigten Eingänge am Monitoring-System reduziert und es blei ben Eingänge frei. Die freien Eingänge können für weitere Aufgaben genutzt werden, insbesondere zum Anschluss von Sen soren, z. B. Temperatur-, Druck-, Feuchte-, Strom-, und/oder Spannungs-Sensoren .

Im Fall von Monitoring-Systemen in Form einer Sensbox stehen zwei digitale Eingänge und drei analoge Eingänge zur Verfü gung. Nur ein Eingang, insbesondere ein digitaler Eingang muss mit der zuvor beschriebenen Schalteinrichtung verbunden werden, womit nur ein Monitoring-System zum Monitoren der Zu stände der Unterbrechereinheiten und/oder der Antriebe, ins besondere der Speicherfedern und/oder Motoren, insbesondere Spannmotoren, der jeweiligen Unterbrechereinheiten, notwendig ist. Die insbesondere vier freien Eingänge des Monitoring- Systems können für weitere Aufgaben verwendet werden, was Aufwand und Kosten spart . Bei Verwendung einer Sensbox gemäß dem Stand der Technik, wären zwei digitale Eingänge zu wenig um drei Endschalter zu überwachen, es wären zwei Sensboxen bzw. Monitoring-Systeme notwendig, verbunden mit höherem Auf wand und höheren Kosten.

Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele können unterei nander kombiniert werden und/oder können mit dem Stand der Technik kombiniert werden. So können z. B. ein, zwei, drei oder mehr Unterbrechereinheiten vom Hochspannungsleistungs schalter umfasst sein, und/oder z. B. ein, zwei, drei oder mehr Speicherfedern und/oder Antriebsmotoren, insbesondere zum Spannen von Speichertedern, können umfasst sein, welche insbesondere alle von der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung in Verbindung mit dem Monitoring-System überwacht werden. Statt oder neben Unterbrechereinheiten, Speicherfedern, und/oder Antriebsmotoren können auch weitere Vorrichtungen verwendet werden, deren Zustände mit oder ohne die erfin dungsgemäße Schalteinrichtung ermittelbar bzw. monitorbar sind. So können z. B. als Vorrichtungen, deren Zustände er mittelt werden mit der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung an einem Eingang des Monitoring-Systems, insbesondere umfasst von einem Hochspannungsleistungsschalter bzw. einer Hochspan nungsschalteinrichtung, Ableiter, Trenner, Erder, und/oder Vakuumröhren sowie Kontakte mit Nenn- und/oder Lichtbogenkon taktstück verwendet werden.

Die Vorrichtungen, z. B. Speicherfedern, Motoren und/oder Un terbrechereinheiten, deren Zustände über die Schalteinrich tung zu ermitteln sind, sind insbesondere mechanisch über me chanische Verbindungselemente, welche z. B. Elemente einer kinematischen Kette umfassen, mit den Schaltern zur Ermitt lung von Zuständen der Vorrichtungen verbunden. Alternativ oder zusätzlich kann die Verbindung auch elektrisch, elektro nisch oder durch Datenübermittlung, insbesondere optisch, er folgen. Eine Betätigung des jeweiligen Schalters kann dabei insbesondere elektrisch, elektromagnetisch und/oder mecha nisch, z. B. nach Übermittlung und/oder Umwandlung von Signa len der zugeordneten Vorrichtung, deren Zustände über die Schalteinrichtung zu ermitteln sind, erfolgen. Es können auch eine, zwei oder mehr erfindungsgemäße Schalt einrichtungen verwendet werden, z. B. zwei an zwei digitalen Eingängen eines Monitoring-Systems. Damit können z. B. mehre- re gleiche oder unterschiedliche Arten von Vorrichtungen, z. B. Trenner und Unterbrechereinheiten, unabhängig voneinander überwacht werden. Es können auch mehrere Hochspannungsleis tungsschalter und/oder andere Hochspannungseinrichtungen z.

B. auf einem Schaltfeld mit einer oder mehr erfindungsgemäßen Schalteinrichtung überwacht werden. Zusätzliche Sensoren kön nen alternativ oder zusätzlich überwacht werden, insbesondere von einem Monitoring-System, verbunden mit der erfindungsge mäßen Schalteinrichtung . Die Schaltungen der Schalteinrich- tungen können auch abgeändert sein, z. B. ergänzt durch wei- tere Schalter für weitere Aufgaben oder statt der Verwendung von Schaltern können Bauelemente, insbesondere Halbleiterbau elemente wie z. B. Transistoren, oder integrierte Schaltungen verwendet werden .

Bezugs zeichenliste

1 Schalteinrichtung

2a, 2b, 2c Schalter zur Ermittlung von Zuständen einer

Vorrichtung der Schalteinrichtung

3a, 3b, 3c Vorrichtung der Schalteinrichtung

4 Monitoring-System

5a, 5b, 5c Unterbrechereinheit

6a, 6b, 6c Speicherteder

7a, 7b, 7c mechanisches Verbindungselement, insbesondere

Elemente einer kinematischen Kette

8a, 8b, 8c Motor zum Spannen einer Speicherfeder

9a, 9b, 9c Spannrad

10a, 10b, 10c Nocken des Spannrads

11a, 11b, 11c Vertiefung im Spannrad

12a, 12b, 12c Ein-Auslöser des Antriebs

13 erster Öffnerkontakt für Reihenschaltung der

Schalter

14 zweiter Öffnerkontakt für Reihenschaltung der

Schalter

15a, 15b, 15c Hilfs Schalter

16 Schließkontakt des Schütz

17 dritter Öffnerkontakt, Öffnerkontakt Schütz

18 vierter Öffnerkontakt, Öffnerkontakt Schütz bei Aus-Betätigung

19 Relais/ Schütz