Schaltgerät

Die Erfindung betri f f ein Schaltgerät mit einem Kommutierungsstrompfad .

In elektrischen Stromkreisen, insbesondere zur Energieversorgung bei Mittelspannung oder Hochspannung, kann es beim Versagen der I solation oder aus sonstigen Gründen zu Kurzschlüssen kommen . Durch den Kurzschluss fließen große Ströme , die ggf . Betriebsmittel im Energieversorgungsnetz beschädigen oder zerstören können . Durch den Ausbau von dezentralen Einspeiseanlagen kann der Kurzschlussstrom so weit ansteigen, dass die Bemessungswerte der bestehenden Betriebsmittel überschritten werden .

Eine Möglichkeit , einen unzulässig hohen Kurzschlussstrom zu verhindern, ist der Einsatz eines strombegrenzenden Geräts , wie z . B . einer sehr schnellen Sicherung als Kurzschlussstrombegrenzer .

Das Prinzip dieser Geräte ist das schnelle Abschalten des Kurzschlussstromes im Kurzschluss fall . Dies wird durch die Trennung der Funktionen erreicht . Für den Normalbetrieb existiert ein Nennstrompfad, der im Kurzschluss fall geöf fnet werden kann . Parallel zum Nennstrompfad befindet sich ein weiterer Strompfad ( der Kommutierungsstrompfad, Parallelpfad) mit einer Schmel zsicherung, die den Kurzschlussstrom abschalten kann .

Bei einem Kurzschluss wird der Nennstrompfad geöf fnet , wodurch ein Lichtbogen entsteht . Die Lichtbogenspannung bewirkt eine vollständige Kommutierung des Stroms in den Parallelpfad . Daraufhin löst die Sicherung aus , wodurch der Lichtbogen erlischt . Die Impedanzen des Parallelstrompfads und des Nennstrompfads müssen aufeinander abgestimmt sein, um die Kommutierung des Kurzschlussstroms zu ermöglichen . Zudem darf im Nennbetrieb der Strom durch die Sicherung nicht zu groß werden, damit die Sicherung nicht vorzeitig auslöst .

Somit besteht ein Zielkonflikt zwischen einer möglichst hohen Impedanz des Parallelstrompfads im Nennbetrieb, um die Sicherung nicht zu überlasten und einer möglichst geringen Impedanz im Kurzschluss fall , um den Strom in den Parallelstrompfad kommutieren zu können . Unterstützend für die Kommutierung des Stromes vom Nennstrompfad in den Parallelstrompfad ist eine hohe Lichtbogenbrennspannung vorteilhaft , die vor allem entsteht , wenn der Nennstrompfad aufgesprengt wird, was im Stand der Technik Anwendung findet .

Im Moment der Kontakttrennung nach dem Aufschmel zen der letzten Metallbrücke entsteht ein Lichtbogen, dessen Brennspannung praktisch nur von den Materialeigenschaften der Kontakte bestimmt wird und sich aus dem Spannungs fall an der Kathode und Anode zusammensetzt . Die Erhöhung der Lichtbogenbrennspannung durch Verlängerung des Lichtbogens wird hier nicht wirksam, da der Kommutierungsvorgang bereits bei sehr kleinen Kontaktabständen abgeschlossen ist . Bei typischen Kontaktmaterialien liegt die Lichtbogenbrennspannung nur bei ca . 20 V . Diese Spannung ist zu gering, um in der praktischen Anwendung höhere Stromstärken in den Parallelpfad zu kommutieren, weshalb an sich vorteilhafte , da im Gegensatz zu auf gesprengten Nennstrompfaden wiederholt verwendbare , konventionelle Trennstrecken für Fehlerstrombegrenzer nicht geeignet erschienen .

Aus der Of fenlegungsschri ft DE 10 2020 205 784 Al ist ein Schaltgerät mit zwei elektrisch in Reihe geschalteten Trennstrecken bekannt . Die Of fenlegungsschri ft of fenbart ein Schaltgerät mit einem Kommutierungsstrompfad, einer ersten Trennstrecke und einer zweiten Trennstrecke , wobei die erste Trennstrecke und die zweite Trennstrecke eine elektrische Reihenschaltung bilden, die parallel zum Kommutierungsstrompfad angeordnet ist , wobei die zweite Trennstrecke einen ersten Kontakt , einen zweiten Kontakt und einen dritten Kontakt aufweist , wobei der erste Kontakt als Bewegkontakt ausgestal- tet ist und wobei der erste Kontakt von einer galvanischen ersten Kontaktierungsposition mit dem zweiten Kontakt auf eine zweite galvanische Kontaktierungsposition mit dem dritten Kontakt bewegbar gelagert ist , der zweite Kontakt und der dritte Kontakt auf einem elektrischen Potential liegen, und der erste Kontakt entlang einer Schaltachse bewegbar gelagert ist .

Dieses bekannte Schaltgerät muss insbesondere im Hinblick auf die Lage des dritten Kontakts sowie auf die Bewegung des ersten Kontakts von der ersten Kontaktierungsposition zu der zweiten Kontaktierungsposition vergleichsweise präzise gearbeitet sein, um ein sicheres Schließen der zweiten Trennstrecke in der zweiten Kontaktierungsposition zu ermöglichen .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein Schaltgerät und ein Verfahren anzugeben, das kostengünstig gefertigt werden kann .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Schaltgerät und durch ein Verfahren nach den unabhängigen Patentansprüchen . Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben .

Of fenbart wird ein Schaltgerät mit einem Kommutierungsstrompfad, einer ersten Trennstrecke und einer zweiten Trennstrecke , wobei die erste Trennstrecke und die zweite Trennstrecke eine elektrische Reihenschaltung bilden, die parallel zum Kommutierungsstrompfad angeordnet ist , wobei die zweite Trennstrecke einen ersten Kontakt , einen zweiten Kontakt und einen dritten Kontakt aufweist , wobei der erste Kontakt als Bewegkontakt ausgestaltet ist und wobei der erste Kontakt von einer galvanischen ersten Kontaktierungsposition mit dem zweiten Kontakt auf eine zweite galvanische Kontaktierungsposition mit dem dritten Kontakt bewegbar gelagert ist , der zweite Kontakt und der dritte Kontakt auf einem elektrischen Potential ( d . h . auf demselben elektrischen Potential ) liegen, und der erste Kontakt entlang einer Schaltachse ( translate- risch) bewegbar gelagert ist , wobei in der zweiten Kontaktierungsposition eine mechanische Kontaktkraft zwischen dem ersten Kontakt und dem dritten Kontakt in (bezüglich der Schaltachse ) radialer Richtung wirkt .

Mit anderen Worten gesagt , wirkt die Kontaktkraft senkrecht zur Bewegungsrichtung des ersten Kontakts . Die Kontaktkraft wirkt also senkrecht zur Schaltrichtung bzw . zur Schaltachse . Dadurch tritt vorteilhafterweise beim Schließen kein Prellen zwischen dem ersten Kontakt und dem dritten Kontakt auf . Außerdem sind bei der Fertigung des Schaltgeräts keine hohen Genauigkeitsanforderungen bezüglich der axialen Lage des dritten Kontakts zu erfüllen, da die radiale Kontaktkraft unabhängig von der axialen Lage des dritten Kontakts realisiert werden kann .

Das Schaltgerät kann so ausgestaltet sein, dass

- der dritte Kontakt ein Klemmkontakt ist und die Kontaktkraft eine ( radial wirkende ) Klemmkraft ist .

Eine solche Klemmkraft kann durchaus eine axiale Bewegung zwischen dem ersten Kontakt und dem dritten Kontakt zulassen . Vorzugsweise kann die Klemmkraft abbremsend auf den ersten Kontakt wirken . Die Klemmkraft kann insbesondere den ersten Kontakt derart abbremsen, dass er in der zweiten galvanischen Kontaktierungsposition zum Stillstand kommt .

Das Schaltgerät kann so ausgestaltet sein, dass

- der dritte Kontakt federnde ( insbesondere in radialer Richtung federnde ) Kontaktelemente aufweist . Diese federnden Kontaktelemente können vorteilhafterweise eine Klemmwirkung realisieren; sie können also auch als federnde Klemmelemente bezeichnet werden .

Das Schaltgerät kann so ausgestaltet sein, dass

- der dritte Kontakt eine Ausnehmung aufweist , die in der zweiten Kontaktierungsposition den ersten Kontakt zumindest teilweise aufnimmt .

In der zweiten Kontaktierungsposition ist also mindestens ein Teil des ersten Kontakts in der Ausnehmung angeordnet . Mit anderen Worten gesagt , sind der erste Kontakt und der dritte Kontakt derart ausgestaltet , dass mindestens ein Teil des ersten Kontakts bei der Bewegung von der ersten Kontaktierungsposition in die zweiten Kontaktierungsposition in die Ausnehmung einfährt . Dadurch kann ein kompakter Aufbau des Schaltgeräts erreicht werden .

Das Schaltgerät kann so ausgestaltet sein, dass

- die Ausnehmung ( in Richtung der Schaltachse ) im Wesentlichen hohl zylinderförmig ausgestaltet ist . Eine derartige Ausnehmung lässt sich relativ einfach fertigen .

Das Schaltgerät kann auch so ausgestaltet sein, dass

- die Ausnehmung und/oder der erste Kontakt ( in Richtung der Schaltachse ) konisch ausgestaltet ist . Dadurch kann vorteilhafterweise eine Klemmwirkung zwischen dem die Ausnehmung aufweisenden dritten Kontakt und dem ersten Kontakt erreicht werden .

Das Schaltgerät kann so ausgestaltet sein, dass

- die zweite Trennstrecke eine Gastrennstrecke ist . Eine Gastrennstrecke weist beim Öf fnen eine relativ große Lichtbogenspannung auf . Dadurch kann eine vergleichsweise große Kommutierungsspannung erreicht werden . Dies führt dazu, dass die Kommutierung des Stromes in den Kommutierungsstrompfad schnell stattfindet .

Das Schaltgerät kann so ausgestaltet sein, dass

- der zweite Kontakt und der dritte Kontakt der zweiten Trennstrecke in Richtung der Schaltachse federnd gelagert sind .

Dies hat den Vorteil , dass insbesondere in der ersten Kontaktierungsposition ein ausreichender Anpressdruck erreicht werden kann, der zu einer stärkeren galvanischen Kontaktierung beiträgt .

Das Schaltgerät kann so ausgestaltet sein, dass - während eines Schaltvorgangs ein Zwischenzustand vorliegt , in dem die Kontakte der ersten Trennstrecke galvanisch berührungs frei zueinander angeordnet sind und die Kontakte der zweiten Trennstrecke galvanisch berührungs frei zueinander angeordnet sind .

Das Schaltgerät kann so ausgestaltet sein, dass

- in dem Zwischenzustand ein Schaltlichtbogen zwischen den Kontakten der ersten Trennstrecke und ein Schaltlichtbogen zwischen den Kontakten der zweiten Trennstrecke auftreten . Es tritt also während des Schaltvorgangs j eweils ein Schaltlichtbogen zwischen den Kontakten der ersten Trennstrecke und zwischen den Kontakten der zweiten Trennstrecke auf , wodurch eine vergleichsweise hohe Lichtbogenspannung in dem die beiden Trennstrecken aufweisenden Strompfad, der auch als Nennstrompfad bezeichnet wird, vorliegt . Die hohe Lichtbogenspannung führt zu einer zuverlässigen Kommutierung des fließenden elektrischen Stroms vom Nennstrompfad in den Kommutierungsstrompfad .

Das Schaltgerät kann so ausgestaltet sein, dass

- der Schaltlichtbogen der zweiten Trennstrecke zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt auf tritt .

Die zweite Trennstrecke , die insgesamt drei Kontakte aufweist , ist bevorzugt derart ausgestaltet , dass der Schaltlichtbogen zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt während des Schaltvorgangs vorliegt .

Das Schaltgerät kann so ausgestaltet sein, dass

- der Kommutierungsstrompfad eine Schmel zsicherung und/oder ein Halbleiterelement aufweist . Ein solches Halbleiterelement kann beispielsweise ein IGBT , ein Transistor, eine Diode oder ein MOSFET sein . Insbesondere eine Schmel zsicherung kann durch den hohen Strom, der in den Kommutierungsstrompfad kommutiert , innerhalb von wenigen Millisekunden aufschmel zen und somit den Stromfluss sehr schnell unterbrechen .

Das Schaltgerät kann so ausgestaltet sein, dass - die erste Trennstrecke einen Festkontakt und einen Bewegkontakt aufweist , der Bewegkontakt entlang der Schaltachse translatorisch bewegbar gelagert ist , und bei geschlossener erster Trennstrecke eine mechanische Kontaktkraft zwischen dem Bewegkontakt und dem Festkontakt in (bezüglich der Schaltachse ) axialer Richtung wirkt . Der Festkontakt kann federnd gelagert sein . Der Bewegkontakt ist insbesondere der von einem Antrieb angetriebene Kontakt .

Das Schaltgerät kann so ausgestaltet sein, dass

- die erste Trennstrecke eine Vakuumtrennstrecke ist .

Das Schaltgerät kann so ausgestaltet sein, dass

- die erste Trennstrecke als Vakuumschaltröhre ausgestaltet ist .

Die Vakuumtrennstrecke bzw . die Vakuumschaltröhre hat im Unterschied zur Gastrennstrecke den Vorteil , dass bei einem relativ kurzen Kontakthub (und somit in einer kurzen Zeit ) eine ausreichende I solierung aufgebaut werden kann .

Of fenbart wird weiterhin ein Verfahren zum Schalten von elektrischem Strom mittels eines Schaltgeräts nach einer der vorstehend beschriebenen Varianten, bei dem

- in der zweiten Kontaktierungsposition eine mechanische Kontaktkraft zwischen dem ersten Kontakt und dem dritten Kontakt der zweiten Trennstrecke in (bezüglich der Schaltachse ) radialer Richtung erzeugt wird .

Das Schaltgerät und das Verfahren weisen gleiche oder gleichartige Eigenschaften und/oder Vorteile auf .

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Aus führungsbeispielen näher erläutert . Gleiche Bezugs zeichen verweisen dabei auf gleiche oder gleich wirkende Elemente . Dazu ist in

Figur 1 ein Aus führungsbeispiel eines Schaltgeräts mit Kommutierungsstrompfad in einem geschlossenen Zustand, in Figur 2 das Schaltgerät in einem teilgeöf fneten Zwischenzustand mit Schaltlichtbögen, in

Figur 3 das Schaltgerät in einem geöf fneten Zustand, und in

Figur 4 ein Aus führungsbeispiel mit einer konischen

Ausnehmung des dritten Kontakts dargestellt .

In Figur 1 ist ein Aus führungsbeispiel eines Schaltgeräts 2 dargestellt , das einen Nennstrompfad 3 und einen Kommutierungsstrompfad 4 aufweist . Der Nennstrompfad 3 durchläuft dabei mindestens zwei Trennstrecken, eine erste Trennstrecke 6 und eine zweite Trennstrecke 8 . Im Kommutierungsstrompfad 4 ist im vorliegenden Beispiel eine Schmel zsicherung 36 angeordnet . Grundsätzlich kann im Kommutierungsstrompfad 4 aber auch ein ( insbesondere schnell schaltendes ) Halbleiterelement (Halbleiterschaltelement ) zur Unterbrechung des Stromflusses im Kommutierungsstrompfad 4 angeordnet sein . Parallel zu dem Kommutierungsstrompfad 4 bzw . parallel zu der Schmel zsicherung 36 oder zu dem Halbleiterelement können optional weitere elektrische Elemente angeordnet sein .

Die erste Trennstrecke 6 , die in diesem Fall als Vakuumschaltröhre 10 ausgestaltet ist , hat die Eigenschaft , dass gegenüber herkömmlichen Gastrennstrecken die Vakuumschaltröhre 10 bei einem sehr kurzen Schalthub, der im Vergleich zu einem längerem Schalthub auch in einer kürzeren Zeit mit einem herkömmlichen Antrieb 38 bewerkstelligt wird, eine hohe Isolierung hergestellt werden kann . Für dieselbe I soliereigenschaft müsste eine vergleichbare Gastrennstrecke einen deutlich längeren Hub aufweisen, weshalb sich die Abschaltzeit eines derartigen Schaltgeräts gegenüber der Anwendung der Vakuumschaltröhre 10 verlängern würde . Die zweite Trennstrecke 8 , die in diesem Beispiel als Gastrennstrecke 22 ausgestaltet ist , weist drei Kontakte auf . Ein erster Kontakt 12 ist dabei als beweglicher Kontakt ausgestaltet . Der erste Kontakt 12 ist hierbei durch den Antrieb 38 , der auch die Bewegung der ersten Trennstrecke realisiert , entlang einer Schaltachse 24 translatorisch bewegbar gelagert . Die erste Trennstrecke 6 und die zweite Trennstrecke 8 sind bezüglich der Schaltachse 24 rotationssymmetrisch ausgestaltet ; die Schaltachse 24 stellt also auch eine Symmetrieachse dar .

Der Antrieb treibt eine Schaltstange 39 translatorisch an . Es ergibt sich eine translatorische Antriebsbewegung 37 . Der Antrieb 38 ist im Aus führungsbeispiel so ausgestaltet , dass er in vorteilhafter Weise die erste Trennstrecke 6 und die zweite Trennstrecke 8 gemeinsam antreibt . Grundsätzlich können allerdings bei anderen Schaltgeräten auch zwei eigenständige Antriebe eingesetzt werden .

Der erste Kontakt 12 der zweiten Trennstrecke 8 , also der Gastrennstrecke 22 , ist zwischen dem zweiten Kontakt 14 und dem dritten Kontakt 16 hin und her bewegbar . Im geschlossenen Zustand des Schaltgeräts 2 gemäß Figur 1 liegt der erste Kontakt 12 an dem zweiten Kontakt 14 an . Im geschlossenen Zustand heißt dabei , dass ein Festkontakt 32 und ein Bewegkontakt 34 der ersten Trennstrecke 6 , also der Vakuumschaltröhre 10 , galvanisch kontaktiert sind, sodass der Nennstrompfad 3 geschlossen ist . Auch die galvanische Kontaktpaarung zwischen dem ersten Kontakt 12 und dem zweiten Kontakt 14 der zweiten Trennstrecke 8 weist im geschlossenen Zustand des Schaltgeräts 2 eine galvanische Kontaktierung auf , durch die der Nennstrompfad 3 verläuft . Im geschlossenen Zustand des Schaltgeräts 2 gemäß Figur 1 tritt zwischen dem Festkontakt 32 und dem Bewegkontakt 34 der ersten Trennstrecke 6 eine erste mechanische Kontaktkraft 48 auf , die (bezüglich der Schaltachse 24 ) in axialer Richtung wirkt bzw . verläuft . Diese erste Kontaktkraft bewirkt ein sicheres Schließen der ersten Trennstrecke 6 . Die erste Kontaktkraft 48 wird von dem Antrieb 38 erzeugt . Eine Federung 44 der ersten Trennstrecke 6 bewirkt eine verbesserte Kontaktierung . Insbesondere bewirkt die Federung 44 , dass ein ausreichender Anpressdruck erreicht werden kann, der zu einer stärkeren galvanischen Kontaktierung beiträgt .

Im geschlossenen Zustand des Schaltgeräts 2 gemäß Figur 1 tritt zwischen dem ersten Kontakt 12 und dem zweiten Kontakt 14 der zweiten Trennstrecke 8 eine zweite mechanische Kontaktkraft 50 auf , die (bezüglich der Schaltachse 24 ) in axialer Richtung wirkt bzw . verläuft . Diese zweite Kontaktkraft 50 bewirkt ein sicheres Schließen der zweiten Trennstrecke 8 in der ersten Kontaktierungsposition 18 . Die zweite Kontaktkraft 50 wird von dem Antrieb 38 erzeugt . Eine Federung 40 der zweiten Trennstrecke 8 bewirkt eine verbesserte Kontaktierung . Insbesondere bewirkt die Federung 40 , dass ein ausreichender Anpressdruck erreicht werden kann, der zu einer stärkeren galvanischen Kontaktierung beiträgt .

In Figur 2 ist ein Zwischenzustand 26 des Schaltgeräts 2 dargestellt , der bei einer Öf fnungsbewegung des Schaltgeräts 2 entsteht . Die translatorische Öf fnungsbewegung erfolgt durch den Antrieb 38 entlang der Schaltachse 24 . Bei dem Zwischenzustand 26 befindet sich der erste Kontakt 12 der zweiten Trennstrecke 8 zwischen dem zweiten Kontakt 14 und dem dritten Kontakt 16 . Der Zwischenzustand 26 ist ein dynamischer Zustand, der in dem Zustand gemäß Figur 3 endet .

Figur 3 stellt den geöf fneten Zustand des Schaltgeräts 2 dar . Die erste Trennstrecke 6 ist geöf fnet . Die zweite Trennstrecke 8 befindet sich in einer zweiten galvanischen Kontaktierungsposition 20 . Die zweite galvanische Kontaktierungsposition 20 tritt zwischen dem ersten Kontakt 12 und dem dritten Kontakt 16 auf . Dabei liegt der erste Kontakt 12 der zweiten Trennstrecke 8 am dritten Kontakt 16 an . Der zweite Kontakt 14 und der dritte Kontakt 16 liegen auf demselben elektrischen Potential und sind mit einem Knoten des Nennstrompfads 3 verbunden . Das bedeutet , dass der bewegte erste Kontakt 12 der zweiten Trennstrecke 8 sowohl im geöf fneten als auch im geschlossenen Zustand des Schaltgeräts 2 auf demselben elektrischen Potential wie der zweite Kontakt 14 und der dritte Kontakt 16 liegt . Die zweite Trennstrecke 8 ist also auch in der zweiten Kontaktierungsposition 20 geschlossen . Das hat den Vorteil , dass der erste Kontakt 12 (und auch der Bewegkontakt 34 ) auf einem definierten elektrischen Potential liegt .

Beim geöf fneten Zustand des Schaltgeräts 2 , also bei der zweiten Kontaktierungsposition 20 der zweiten Trennstrecke 8 , tritt eine dritte mechanische Kontaktkraft 52 zwischen dem ersten Kontakt 12 und dem dritten Kontakt 16 in (bezüglich der Schaltachse 24 ) radialer Richtung auf . Dadurch tritt vorteilhafterweise beim Schließen kein Prellen zwischen dem ersten Kontakt 12 und dem dritten Kontakt 16 auf . Außerdem sind bei der Fertigung des Schaltgeräts keine besonderen Genauig- keitsanf orderungen bezüglich der axialen Lage des dritten Kontakts 16 zu erfüllen .

Der dritte Kontakt 16 ist im Aus führungsbeispiel ein Klemmkontakt ; die dritte Kontaktkraft 52 ist eine ( radial wirkende ) Klemmkraft . Zum Erzeugen der dritten Kontaktkraft 52 weist der dritte Kontakt 16 federnde Kontaktelemente 56 auf . Die federnden Kontaktelemente 56 können beispielsweise federnde Kontaktbleche sein . Die Kontaktelemente 56 können dabei insbesondere in radialer Richtung federn .

Der dritte Kontakt 16 weist eine Ausnehmung 54 auf . Bei der in Figur 3 dargestellten zweiten Kontaktierungsposition 20 nimmt die Ausnehmung 54 einen Teil des ersten Kontakts 12 auf . Dadurch kann das Schaltgerät 2 kompakt auf gebaut werden . Die Ausnehmung 54 kann verschiedenartig ausgestaltet sein .

Der Zwischenzustand 26 gemäß Figur 2 ist insofern interessant , als dass sich sowohl in der ersten Trennstrecke 6 , also in der Vakuumschaltröhre 10 , als auch in der zweiten Trennstrecke 8 , also in der Gastrennstrecke 22 , j eweils zwischen den Kontakten ein Schaltlichtbogen 28 , 30 bildet . Dabei bildet sich zwischen dem Festkontakt 32 ( ersten Kontakt 32 ) und dem Bewegkontakt 34 ( zweiten Kontakt 34 ) der Vakuumschaltröhre 10 ein Lichtbogen 28 . Zwischen dem ersten Kontakt 12 und dem zweiten Kontakt 14 der Gastrennstrecke 22 bildet sich entsprechend ein Schaltlichtbogen 30 . Die beiden Schaltlichtbögen 28 und 30 unterscheiden sich insbesondere in der Höhe der darin abfallenden Spannung, also der Lichtbogenspannung . Die Lichtbogenspannung Unbo2 im Schaltlichtbogen 30 in der Gastrennstrecke 22 ist im Aus führungsbeispiel höher als die Lichtbogenspannung Unboi im Schaltlichtbogen 28 in der Vaku- umschaltröhre 10 . Dies liegt daran, dass in der Gastrennstrecke 22 Gasmoleküle ionisiert werden, was zu einer höheren anliegenden Spannung führt . In der Vakuumschaltröhre 10 herrscht Vakuum vor, was zu einer niedrigeren Lichtbogenspannung führt . Im Allgemeinen ist die Lichtbogenspannung Unbo2 im Schaltlichtbogen 30 in der Gastrennstrecke 22 mindestens gleich groß ( oder größer ) der Lichtbogenspannung Unboi im Schaltlichtbogen 28 in der Vakuumschaltröhre 10 .

Die höhere Lichtbogenspannung Unbo2 in der Gastrennstrecke 22 führt dazu, dass die Kommutierung des Stromes vom Nennstrompfad 3 in den Kommutierungsstrompfad 4 verbessert wird, sodass eine sichere Kommutierung in den Kommutierungsstrompfad 4 gewährleistet ist . Würde lediglich die Vakuumschaltröhre 10 im Nennstrompfad 3 zum Einsatz kommen, würde ein Zielkonflikt zwischen einer möglichst hohen Impedanz des Kommutierungsstrompfads 4 für den Normalbetriebs fall und einer möglichst geringen Impedanz des Kommutierungsstrompfads 4 für den Kurzschluss fall vorherrschen . Durch die Gastrennstrecke 22 mit dem beschriebenen Aufbau kann die Kommutierung des Stromes in den Kommutierungsstrompfad 4 auch bei einer höheren Impedanz des Kommutierungsstrompfads 4 erfolgen, wodurch im Normalbetrieb die Gefahr einer unbeabsichtigten Auslösung der Schmel zsicherung 36 verringert wird .

Um einen gewissen Anpressdruck sowohl in der ersten Trennstrecke 6 als auch in der zweiten Trennstrecke 8 zu gewähr- leisten, ist es vorteilhaft , die Kontaktsysteme beider Trennstrecken 6 , 8 federnd zu lagern . An der ersten Trennstrecke 6 ist dabei die Federung 44 vorgesehen, die in den Figuren 1-3 in verschiedenen Auslenkungen dargestellt ist . So ist in Figur 1 die Feder 44 gespannt . In der Figur 2 ist die Feder 44 so ausgelenkt , dass sich deren eines Ende auf einen Anschlag 46 zubewegt . In Figur 3 liegt das Ende der Feder 44 an dem Anschlag 46 an . Die federnde Lagerung der Kontakte führt dazu, dass durch die Feder 44 der erste Kontakt 32 , der im Wesentlichen als Festkontakt 32 ausgestaltet ist , gegen den bewegbaren zweiten Kontakt 34 , der mit dem Antrieb 38 in Wirkverbindung steht , im geschlossenen Zustand angedrückt wird .

Auch der erste Kontakt 14 und der zweite Kontakt 16 der Gastrennstrecke 22 sind dabei gemäß der Figuren 1-3 entlang der Schaltachse 24 translatorisch federnd gelagert . Hierzu ist die Feder 40 vorgesehen, die im geschlossenen Zustand der zweiten Trennstrecke 8 gemäß Figur 1 gespannt ist . Im Zwischenzustand gemäß Figur 2 ist die Feder 40 so ausgelenkt , dass sich deren eines Ende auf einen Anschlag 42 zubewegt . Im geöf fneten Zustand gemäß Figur 3 liegt das Ende der Feder 40 an dem Anschlag 42 an . An dieser Stelle ist der erste Kontakt 12 mit dem dritten Kontakt 16 in einer galvanischen Kontaktierung .

In den Figuren 1 - 3 ist die Ausnehmung 54 des dritten Kontakts 16 in Richtung der Schaltachse 24 im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgestaltet .

In Figur 4 ist ein Aus führungsbeispiel dargestellt , bei dem die Ausnehmung 54 des dritten Kontakts 16 in Richtung der Schaltachse 24 im Wesentlichen konisch ausgestaltet ist . Der Konus ist in der Figur der besseren Erkennbarkeit wegen übertrieben stark dargestellt .

Alternativ kann auch der erste Kontakt 12 in Richtung der Schaltachse 24 konisch ausgestaltet sein . Insbesondere kann der Teil des ersten Kontakts 12 , der bei der zweiten Kontak- tierungsposition 20 von der Ausnehmung 54 des dritten Kontakts 16 aufgenommen wird, in Richtung der Schaltachse 24 konisch ausgestaltet sein . Es wurde ein Schaltgerät beschrieben, dass kostengünstig gefertigt werden kann . Dieses Schaltgerät weist vorteilhafterweise beim Erreichen seiner of fenen Schaltstellung kein Prellen auf .

Be zugs Zeichen :

2 Schaltgerät

3 Nennstrompfad

4 Kommutierungsstrompfad

6 erste Trennstrecke

8 zweite Trennstrecke

10 Vakuumschaltröhre

12 erster Kontakt

14 zweiter Kontakt

16 dritter Kontakt

18 erste Kontaktierungsposition

20 zweite Kontaktierungsposition

22 Gastrennstrecke

24 Schaltachse

26 Zwischenzustand

28 Schaltlichtbogen erste Trennstrecke

30 Schaltlichtbogen zweite Trennstrecke

32 Festkontakt erste Trennstrecke

34 Bewegkontakt erste Trennstrecke

36 Schmel zsicherung

37 Antriebsbewegung

38 Antrieb

39 Schaltstange

40 Federung zweite Trennstrecke

42 Anschlag Federung zweite Trennstrecke

44 Federung erste Trennstrecke

46 Anschlag Federung erste Trennstrecke

48 erste Kontaktkraft

50 zweite Kontaktkraft

52 dritte Kontaktkraft

54 Ausnehmung

56 federndes Kontaktelement

Uiiboi Lichtbogenspannung des Schaltlichtbogens der ersten Trennstrecke

Unbo2 Lichtbogenspannung des Schaltlichtbogens der zweiten Trennstrecke