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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umgehung der Hochspannungsleistungsschalter einer Anlage, die mit Spannungen in der Grössenordnung von 50 kV oder mehr arbeitet, wobei die Leistungsschalter sowohl für die Ein- und Ausschaltung von Normalströmen als auch von Kurzschlussströmen eingerichtet sind und je einen verschiebbaren Hauptteil mit Steckgliedern aufweisen, die in eingeschobener Lage des Leistungsschalters mit entsprechenden Festkontaktorganen zusammenwirken.
Hochspannungsanlagen zur Verteilung elektrischer Energie können entweder mit einfachen oder mit doppelten Sammelschienen ausgeführt werden. Einfache Sammelschienen werden in der Regel in Verbindung mit Anlagen benutzt, deren Versorgung nicht kritisch ist, oder bei denen das übrige Verteilungsnetz derart ausgebaut ist, dass es die Möglichkeit einer Stromversorgung aus andern Quellen ergibt, wenn die Anlage mit einfachen Sammelschienen wegen Fehler oder zwecks Untersuchen oder Unterhalt von Geräten und Ausrüstung ausgeschaltet ist. In wichtigeren Stationen wird man doppelte Sammelschienen, gegebenenfalls eine Hilfs-Sammelschiene mit Kupplungsschalter, oder doppelte Sammelschienen mit zwei Leistungsschaltern pro Ausgang benutzen.
Die hauptsächlichen Gründe, warum man doppelte Sammelschienensysteme wählt, sind die folgenden :
1. Der Leistungsschalter für die eine Leitung kann ausgeschaltet werden, während entweder der Kupplungsschalter oder die Hilfs-Sammelschiene in Gebrauch ist, so dass man auch im Zeitraum der Revision Strom an die Leitung abgeben kann. Alternativ kann man bei der Zweileistungsschalteranordnung den Duplexschalter für die Leitung eingeschaltet blei- ben lassen, um für die Spannungsversorgung der Leitung zu sorgen.
2. Es liegt eine Möglichkeit eines aufgeteilten Betriebes vor, beispielsweise in Fällen, in denen man besondere Netzkonstellationen mit zwei asynchronen Netzen in einer Station, d. h. einem Netz für jede Sammelschiene, wünscht.
Der Grund Nr. 1 ist die häufigste Ursache dazu, dass man doppelte Sammelschienensysteme wählt, während Grund Nr. 2 nur ausnahmsweise in Frage kommt.
Eine Anlage mit doppelten Sammelschienen und/oder mit Zwei-Leistungsschalterkonstellation ist aber kostspielig und platzraubend. Es wird eine grosse Anzahl von teuren Hochspannungsgeräten erforderlich, und die Anlage selbst wird gross und teuer. Ausserdem erfordern grössere Anlagen häufigere Wartung und Unterhaltsarbeiten, insbesondere für die Leistungsschalter, die wenn sie eine gewisse Anzahl von Schaltungen ausgeführt haben, einer Revision unterzogen werden müssen.
Eine Revision kann daher notwendig werden, wenn man es am wenigsten wünscht, beispielsweise im Winter, wenn die Belastung und der Strombedarf gross sind und eine Ausschaltung der Leitung somit sehr unbequem ist.
Aus der AT-PS Nr. 160230 ist eine Schaltanlage bekannt, die nur einen einzigen, an mehreren Trennstellen benutzbaren Leistungsschalter aufweist. Daraus geht hervor, dass es sich um einen mobilen Leistungsschalter handelt, der allgemein nur ein relativ geringes Gewicht aufweist und wegen seiner geringen Abmessungen nicht zum Schalten von Spannungen über 20 kV geeignet ist.
Was den in der obgenannten AT-PS beschriebenen Überbrückungstrennschalter betrifft, so dürfte dieser eher als permanente Trennsicherung anzusehen sein. Ausserdem ist er als Schubtrennschalter ausgebildet, der ein Schaltelement f aufweist, das mit seinem unteren Ende einen sehr kurzen Abstand gegen Erde aufweist. Es besteht damit die Gefahr, dass ein Kurzschluss zwischen dem Element f und Erde (Erdschluss) entstehen kann oder zumindest die Voraussetzung für einen solchen mit sich bringt. Darüber hinaus gibt die Anordnung des Schaltelementes f keinen Raum für die Einführung des Erdkabels und für den dem Kabel zugeordneten Spannungswandler. Schliesslich ist noch zu sagen, dass das Schaltelement f gemäss der AT-PS Nr. 160230 nicht auf einem eigenen Isolator angeordnet ist, sondern von zwei Isolatoren abgestützt ist, u. zw. im offenen Zustand.
Diese Anordnung führt dazu, dass das Schaltelement auch im offenen Zustand spannungsführend ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zu einer Anlage zu gelangen, welche die Möglichkeit einer Revision der Leistungsschalter bei Spannung an der Anlage und der Leitung ergibt, wobei noch darauf abgezielt wird, zu einer Anlage zu gelangen, die aus möglichst wenig Bauteilen besteht und einen einfachen und übersichtlichen Aufbau hat.
Andere Lösungen, die bei Hochspannungsanlagen Anwendung gefunden haben, bestehen bei
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Steckschalteranlagen darin, dass man hinter den Kontaktstücken des Leistungsschalters (der Rückwand zugekehrt) einen Trennschalter anbringt, der den Leistungsschalter kurzschliesst. Jedoch sind die Kontaktstücke des Trennschalters in grossem Abstand von denjenigen des Leistungsschalters angebracht, was neben verwickelten Verdrahtungen zwischen den verschiedenen Kontaktstücken auch eine tiefe Zelle erfordert, d. h. dass das Gebäude, das die Zellen enthält, sehr breit sein wird.
Dagegen bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung zum Vorbeischalten eines Leistungsschalters der eingangs angegebenen Art, die, zusätzlich dazu, minimale Gebäudeabmessungen ergibt, und zu einer Anlage führt, welche die Installation und die Arbeitsmöglichkeiten des Betriebspersonals erleichtert. Die Einrichtung gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass jedem Leistungsschalter ein Drehtrennschalter zugeordnet ist, durch den normaler Belastungsstrom und gegebenenfalls kurzzeitig auch Kurzschlussstrom führbar ist, aber solche Ströme nicht ausschaltbar sind, und dessen Kontaktmesser in einer Ebene drehbar sind, die im wesentlichen durch die Festkontaktorgane verläuft oder sich darunter erstreckt, und in eingeschalteter Lage mit diesen Festkontaktorganen Kontakt bilden.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass jeder Pol des Trennschalters drei Isolatoren aufweist, von denen die beiden äusseren Isolatoren je ein Festkontaktorgan tragen, wogegen der mittlere Isolator drehbar ist und nur das Kontaktmesser trägt, wobei das Kontaktmesser in ausgeschalteter Lage des Trennschalters spannungslos ist.
Dadurch, dass die Gegenkontakte somit an dem Trennschalter selbst angebracht werden, können der Trennschalter und der Leistungsschalter einander zugekehrt montiert werden, und isolierte Konsolen, die früher für die Halterung der verschiedenen Kontaktstücke notwendig waren, sind damit überflüssig geworden. Somit erzielt man bei der Einrichtung gemäss der Erfindung nicht nur einen verkleinerten Platzbedarf in der Hochspannungszelle selbst, sondern auch eine einfachere Führung der Sammelschienen, indem man bei der erfindungsgemässen Einrichtung eine einfachere Leitungsführung benutzen kann, als es bei früheren Anlagen dieser Art der Fall war.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert, die eine vorbekannte Einrichtung und eine Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung zeigen. Fig. 1 ist ein Seitenriss einer Hochspannungszelle mit einem fahrbaren Leistungsschalter, einem Trennschalter usw., die dem Stand der Technik entsprechend angeordnet sind. Fig. 2 ist ein Seitenriss einer Hochspannungszelle mit einem fahrbaren Leistungsschalter, einem Trennschalter usw., die der Erfindung entsprechend angeordnet sind. Fig. 3 zeigt Teile eines dreipoligen Drehtrennschalters, in Richtung von rechts nach links in Fig. 2 gesehen.
Fig. 4 ist ein Ausschnitt in grösserem Massstab von einem Seitenriss des einen Stützisolators des Trennschalters, an dem das Kontaktstück
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2- auf Schienen --3-- in der eigentlichen Hochspannungszelle rollen kann, deren Boden und Wände mit --4 bzw. 5-- bezeichnet sind. Der Leistungsschalter-l-ist mit Steckgliedern --6 und 7-- ausgebildet, die mit der Löschkammer des Leistungsschalters verbunden sind, die bekannter Ausführung sein kann und hier nicht näher besprochen wird.
Das obere Steck glied --6-- des Leistungsschalters --1-- wirkt mit einem ersten Kontaktstück --8-- zusammen, das an einem schräg angebrachten Stützisolator --9-- befestigt ist, während das untere Steckglied --7-- in ähnlicher Weise mit einem andern Kontaktstück --10-- zusammenwirkt, das an einem andern, schräg nach unten verlaufenden Stützisolator --11-- befestigt ist.
Das Kontaktstück --8-- ist auch über ein Schienenstück --12-- an die Sammelschiene --R-- angeschlossen, das Kontaktstück - ist an ein Leitungsstück --13-- angeschlossen, das von einem Isolator --14-- getragen und an ein Kontaktstück --15a-- angeschlossen ist, das am unteren festen Stützisolator --16a-- eines Drehtrennschalters montiert ist, der allgemein mit --17-- bezeichnet ist. Der Drehtrennschalter --17-- ist an Profilschienen --18-- befestigt, die sich quer zur Zelle erstrecken, und die Isolatoren --9 und 11-- sind an diesen Profilen --18, 19-- mittels eines geeigneten Zwischen- stückes --20-- und nicht dargestellter Querstreben befestigt.
Der obere feste Isolator --16b-des Drehtrennschalters --17-- trägt auch ein Kontaktstück --15b--, an das die Sammelschiene
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über ein anderes Schienenstück --12a-- angeschlossen ist. Der mittlere Isolator --16c-- des Trennschalters trägt ein paar Kontaktmesser --17a--, die in der dargestellten Lage mit den Kontakt- stücken --15a und 15b-- Kontakt schliessen. Es ist zu verstehen, dass die übrigen Schienenstücke, die sich von den Stromschienen --S bzw. T-- abzweigen, zu andern Polen des Leistungsschalters bzw. des Drehtrennschalters --17-- führen.
In der Hochspannungszelle ist auch ein Spannungswandler --21-- angeordnet, und der Pol - ist mit diesem entweder über den Leistungsschalter d. h. über das Schienenstück - und die Kontaktstücke --8 und 10--, oder über das Schienenstück --12a-- und die Kontakt- stücke --15a und 15b-- des Drehtrennschalters --17-- verbunden.
Vom Spannungswandler --21-- aus kann das Leitungsstück --13--, wie bei --13a-- angedeutet, durch die Zellenwand hindurch nach aussen verlängert sein, u. zw. beispielsweise über einen Stützisolator --22-- und einen nicht dargestellten kombinierten Isolator und Stromwandler.
Wie in Fig. 1 dargestellt, die den Stand der Technik veranschaulicht, sind die Kontaktstücke - 8 und 10-- hier an je einem Tragstück --9 bzw. 11--, montiert, und der Raum zwischen den Steckgliedern --6 und 7-- und den querverlaufenden Profilschienen--18 und 19-- des Leistungsschalters wird somit sehr schlecht ausgenutzt. Ausserdem erfordert die Einrichtung nach Fig. 1 doppelte Sätze von Schienenstücken, beispielsweise --12 und 12a-- für den R-Pol, was bei der Installation der Hochspannungszelle einen zusätzlichen Aufwand an Material und Arbeit erfordert.
In Fig. 2, die eine entsprechend der Erfindung angeordnete Hochspannungszelle zeigt, enthält die Hochspannungszelle ebenfalls einen Leistungsschalter und einen Drehtrennschalter, die allgemein mit --23 bzw. 24-- bezeichnet sind. Auch in diesem Falle ist der Leistungsschalter --23-mit Rädern --43-- versehen, so dass er mittels eines geeigneten Antriebes auf Schienen im Zellenboden gefahren werden kann, beispielsweise zu der bei --23'-- gestrichelt dargestellten Lage.
Der Leistungsschalter --23-- trägt Steckglieder --25 und 26--, die dazu eingerichtet sind, auf feste Kontaktstücke --27-28-- aufgesteckt zu werden, um den Stromkreis vor der Sammelschiene
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--30-- über32-- zu schliessen. Die Kontaktstücke --27 und 28-- sind zum Unterschied von der Einrichtung nach Fig. l, auf den festen Stütz isolatoren --24a bzw. 24b-- des Drehtrenbnschalters montiert. Die Kontaktstücke --27 und 28-- stehen über je ein Zwischenstück --27a bzw. 28a-- mit denjenigen Kontaktstücken in Verbindung, mit denen die Kontaktmesser-24''- des Drehtrennschalters in eingeschalteter Lage zusammenwirken.
Die Kontaktstücke des Drehtrennschalters, die bei --24'a und 24'b-- angedeutet sind, sind an ihren gegenüberliegenden Enden, d. h. an den vom Kontaktbereich der Kontaktmesser --24"-- abgekehrten Enden, mit geeigneten Durchbrechungen zum Verschrauben mit dem Schienenstück --29-- bzw. dem Schienenstück --31-- ausgebildet. Die Trenn- messer --24" -- werden vom drehbaren Isolator --24c-- des Drehtrennschalters getragen, der mit einem geeigneten Antriebsorgan zum Drehen der Messer in Verbindung steht.
In Fig. 4 und 5 sind die bei-A-in Fig. 2 eingekreisten Einzelheiten in grösserem Massstab gezeigt. Auch hier bezeichnet --23-- den eigentlichen Leistungsschalter, während --24a-- den oberen Stützisolator des Drehtrennschalters bezeichnet, der das gemeinsame Kontaktorgan trägt, das in Fig. 4 und 5 allgemein mit --33-- bezeichnet ist und aus dem Kontaktstück --24'a-- be--
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--29-- undstück --27--, auf das das Steckglied --25-- des Leistungsschalters aufgesteckt wird, wenn der Leistungsschalter in die eingeschobene Lage gelangt, wie in Fig. 2 mit voll ausgezogenen Linien dargestellt.
Das Kontaktstück --24'a-- ist an ein Abstandsrohr --34-- angebracht und ist an dem Ende, das in das Schienenstück --29-- angeschlossen ist, mit geeigneten Durchbrechungen - zur Durchführung eines nicht dargestellten Haltegliedes versehen, während es an seinem andern Ende mit einem doppelgekrümmten, etwas nachgebenden Profil --24d-- ausgebildet ist, so dass zwischen diesem profilierten Endteil und den Trennmessern --24" -- eine gute federnde Kontaktgebung erzielt wird.
In der Hochspannungszelle nach Fig. 2 sind auch ein Spannungswandler --36-- und ein Erdungsmesser --37-- vorgesehen, und am Dach --38-- der Zelle sind Stützisolatoren --39-- montiert.
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Der Drehtrennschalter --24-- ist an querverlaufenden Profilschienen --40-- montiert, so wie es am besten aus Fig. 3 hervorgeht, die auch zwei von den Polen des Trennschalters in ausgeschalteter Lage zeigt, d. h. mit den Messern --24''-- in einer schrägen, angenähert waagrechten Lage. In Fig. 3 ist auch eine gemeinsame Zugstange --41-- gezeigt, die an Drehglieder --42-gekuppelt ist. Wenn die Zugstange --41-- mittels geeigneter, nicht dargestellter Zugmittel nach links gezogen wird, werden die Drehstücke --42-- mitgenommen um die Messer --24''-- in ihre geschlossene Lage zu ziehen, in der die Messer --24''-- die Kontaktstücke --24'a und 24'b-umschliessen.
Bei normalem Betrieb wird der Leistungsschalter --23-- auf die Kontaktstücke --27 und 28-- aufgesteckt sein, und die Trennmesser nehmen die in Fig. 3 dargestellte Lage ein, so dass der Strom nur durch den Leistungsschalter --23-- fliesst. Ein Leistungsschalter muss aber nachgesehen werden, wenn er eine gewisse Anzahl Male geschaltet hat. Zu dem Zweck ist es erforderlich, den Leistungsschalter auszuschalten und ihn von den Kontaktstücken --27 und 28-- wegzuziehen.
Vor Revision und Ausschaltung des Leistungsschalters schaltet man den Drehtrennschalter --24-ein, wobei die Schutzeinrichtungen der Anlage zweckmässig derart eingerichtet ist, dass der Schutz, der normalerweise dem nachzusehenden Leistungsschalter zukommt, bei dieser Einschaltung auf andere, vorgeschaltete Schalteinrichtungen übertragen wird, beispielsweise auf den Transformatorschalter in einer Stromversorgungsanlage. Dieser Schalter wird dann etwaige Ausschaltungshandlungen des nachzusehenden Leistungsschalters übernehmen, wenn Fehler auf die Leitung eintreten sollten. Nachdem man den Drehtrennschalter --24-- eingelegt und eine Quittungsmeldung darüber erhalten hat, dass der neue Schutz-Zustand eingetreten ist, kann ein Ausschaltungsimpuls an den Leistungsschalter abgegen werden.
Die Stromführung wird dann vom Trennschalter übernommen, und der Leistungsschalter kann mit seinem Fahrgestell zwecks erforderlicher Revision herausgefahren werden.
Bei Vergleich der Anlagen nach Fig. 1 und 2 ist es offenbar, dass Fig. 2 sich durch ihre platzsparende und zweckmässige Aufstellung auszeichnet. Bei der Einrichtung nach Fig. 2 kann man die in Fig. 1 dargestellten Tragglieder --9 und 11-- weglassen, wobei man auch die Leitungs- stücke --12a-- weglassen kann, d. h. dass diese Einsparungen sich beide auf jeden Pol beziehen.
Mit der Anlage nach Fig. 2 erzielt man trotz der kombinierten Ausführung eine bessere Ausnutzung im Markt erhältlicher Ausrüstung, indem der Trennschalter, vom Gegenkontakt des Hauptschalters abgesehen, von einer Bauart sein kann, die in die normale Produktion des Fabrikanten gehört, und auch sonst in der Anlage benutzt wird. Gleichzeitig erzielt man eine äusserst übersichtliche Anlage mit einfacher Leitungsführung sowie grosse Einsparungen in bezug auf montierungsmässige Kosten und Bauvolumen bei Neuanlagen.
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