EP0886878A1 - Schalteinrichtung - Google Patents

Schalteinrichtung

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EP0886878A1
EP0886878A1 EP97915342A EP97915342A EP0886878A1 EP 0886878 A1 EP0886878 A1 EP 0886878A1 EP 97915342 A EP97915342 A EP 97915342A EP 97915342 A EP97915342 A EP 97915342A EP 0886878 A1 EP0886878 A1 EP 0886878A1
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EP
European Patent Office
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switching
switching device
semiconductor
switching element
movable
Prior art date
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EP97915342A
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EP0886878B1 (de
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Peter Kaluza
Reinhard Maier
Heinz Mitlehner
Christian Schreckinger
Gerhard SCHRÖTHER
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Siemens AG
Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/548—Electromechanical and static switch connected in series

Definitions

  • the invention relates to a switching device with a movable switching element for producing a isolating section and with a switching element integrated in the switching element.
  • Switching devices of this type are known as fuse disconnectors.
  • the movable contact pieces contain fuses, the ends of which are provided with knife contacts, as is e.g. utility model G 94 04 155.5 can be found.
  • a switching device e.g. a soft starter for three-phase synchronous motors, a load current or circuit breaker to switch to the supply side.
  • semiconductor switching elements which e.g. Contain silicon or, in a particularly advantageous manner, silicon carbide as the substrate.
  • silicon carbide the excellent insulating properties of silicon carbide when appropriately activated in the blocking state, a visible isolating distance should be provided for safety reasons if the current flow is interrupted.
  • the invention is therefore based on the object of improving a switching device of the type mentioned above in such a way that the advantageous properties of semiconductor switching elements are combined in a simple manner with the requirement for a visible isolating path.
  • the switching element is a semiconductor switching element.
  • FIG. 1 shows a switching device with in a movable
  • Switch integrated semiconductor switching elements in the closed state shows a switching device with in a movable
  • FIG 3 shows a switching device with semiconductor switching elements and a remote-controlled switch in series with this with a separating element.
  • the switching device consists of at least one semiconductor switching element 1, which is integrated in a movable switching piece 2, which is used to produce a separating distance.
  • 1 there are two bidirectionally switched semiconductor switching elements 1, the substrate of which is e.g. consists of silicon or silicon carbide, part of the movable contact piece 2.
  • the connections of the movable contact piece 2 are advantageously designed as knife contacts, as is known from fuse disconnectors.
  • 1 shows the closed state of the switching device, whereas FIG. 2 shows its open state, in which a separating path 4 is visible after opening of the movable switching element 2.
  • the switching device can be constructed in one and / or multiphase.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the switching device according to the invention, in which the semiconductor switching elements 1 are fixedly arranged and in series there is a remotely operable isolator or switch 3 with which the requirements for a visible isolating path are met can.
  • Remote-controlled switches and semiconductor switches can form a device-related unit.
  • the semiconductor switching elements can also be operated remotely, for example via a motor.

Landscapes

  • Thyristors (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)

Abstract

Bei der erfindungsgemässen Schalteinrichtung sind in einfacher Weise die vorteilhaften Eigenschaften von Halbleiter-Schaltelementen (1) mit der Forderung nach einer sichtbaren Trennstrecke (4) verbunden, indem die Halbleiter-Schaltelemente (1) in ein die Trennstrecke herstellendes, bewegliches Schaltstück (2) integriert werden.

Description

Beschreibung
Schal einrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung mit einem beweglichen Schaltstück zur Herstellung einer Trenn¬ strecke und mit einem im Schaltstück integrierten Schalt¬ element.
Derartige Schalteinrichtungen sind als Sicherungstrennschal¬ ter bekannt. Bei diesen enthalten die beweglichen Schalt¬ stücke Sicherungen, deren Enden mit Messerkontakten versehen sind, wie es z.B. dem Gebrauchsmuster G 94 04 155.5 zu ent¬ nehmen ist.
Weiterhin ist es bekannt, in Reihe zu einem Schaltgerät, z.B. einem Sanftanlaufgerät für Drehstrom- synchronmotoren, einen Laststro - oder Leistungsschalter zur Einspeiseseite hin zu schalten.
Für elektronische Abzweigschalter bietet sich der Einsatz von Halbleiterεchaltelementen an, die z.B. Silizium oder in be¬ sonders vorteilhafter Weise Siliziumcarbid als Substrat ent¬ halten. Trotz der hervorragenden Isoliereigenschaften von Siliziumcarbid bei entsprechender Ansteuerung in den sperren¬ den Zustand soll bei Unterbrechung des Stromflusses aus Sicherheitsgründen für eine sichtbare Trennstrecke gesorgt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schalt¬ einrichtung der obengenannten Art dahingehend zu verbessern, daß die vorteilhaften Eigenschaften von Halbleiter-Schaltele- menten mit der Forderung nach einer sichtbaren Trennstrecke auf einfache Weise verbunden sind.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schaltelement ein Halbleiter-Schaltelement ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 2 bis 7 zu entnehmen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
FIG 1 eine Schalteinrichtung mit in einem beweglichen
Schaltstück integrierten Halbleiterschaltelementen im geschlossenen Zustand, FIG 2 eine Schalteinrichtung mit in einem beweglichen
Schaltstück integrierten Halbleiterschaltelementen im offenen Zustand und FIG 3 eine Schalteinrichtung mit Halbleiterschaltelementen und einem in Reihe dazu liegenden, fernbetätigbaren Schalter mit Trennelement.
Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung besteht gemäß FIG 1 aus mindestens einem Halbleiter-Schaltelement 1, das in ein bewegliches, zur Herstellung einer Trennstrecke dienendes Schaltstück 2 integriert ist. Bei der Schalteinrichtung gemäß FIG 1 sind zwei bidirektional geschaltete Halbleiter-Schalt¬ elemente 1, deren Substrat z.B. aus Silizium oder Silizium¬ carbid besteht, Bestandteil des beweglichen Schaltstücks 2. Die Anschlüsse des beweglichen Schaltstücks 2 sind dabei in vorteilhafterweise als Messerkontakte ausgebildet, wie es von Sicherungstrennschaltern her bekannt ist. Dabei zeigt FIG 1 den geschlossenen Zustand der Schalteinrichtung, wogegen in FIG 2 ihr offener Zustand dargestellt ist, bei dem nach Öff¬ nung des beweglichen Schaltstücks 2 eine Trennstrecke 4 sichtbar ist. Die Schalteinrichtung kann ein- und/oder mehr¬ phasig aufgebaut sein.
In FIG 3 ist eine weitere Ausfύhrungsform der erfindungsgemä¬ ßen Schalteinrichtung dargestellt, bei der die Halbleiter- schaltelemente 1 fest angeordnet sind und in Reihe dazu ein fernbetätigbarer Trenner bzw. Schalter 3 liegt, mit dem die Anforderung an eine sichtbare Trennstrecke erfüllt werden kann. Fernbetätigter Schalter und Halbleiterschalter können dabei eine gerätetechnische Einheit bilden. Die Halbleiter- schaltelemente können auch fernbetätigt, z.B. über einen Motor, werden.
Bei der mehrphasigen Ausbildung der Schalteinrichtung mit m Schaltstück 2 integriertem Halbleiter-Schaltelement 1 ist es vorteilhaft, wenn für die Schaltung ein gemeinsamer Antrieb vorgesehen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Schalteinrichtung mit einem beweglichen Schaltstück (2) zur Herstellung einer Trennstrecke (4) und mit einem im Schaltstück (2) integrierten Schaltelement (1), d a du r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß das Schalt¬ element ein Halbleiter-Schaltelement (1) ist.
2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, da du r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß das Substrat des Halbleiter- Schaltelements (1) Silizium ist.
3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a du r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß das Substrat des Halbleiter- Schaltelements (1) Siliziumcarbid ist.
4. Schalteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a du r c h g e k en n z e i c hn e t , daß das Halblei¬ ter-Schaltelement (1) derart angeschlossen ist, daß es bei Stromführung des beweglichen Schaltstücks (2) in Reihe zu diesem liegt.
5. Schalteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e nn z e i c hn e t , daß das beweg- liehe Schaltstück (2) fernbetätigbar ausgeführt ist.
6. Schalteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a du r c h g e k en n z e i c hn e t , daß diese mehr¬ phasig ausgeführt ist.
7. Schalteinrichtung nach Anspruch 6, da du r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß deren bewegliche Schalt- stücke (2) bei mehrphasiger Ausbildung an einen gemeinsamen Antrieb gekoppelt sind.
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