AT397893B - Gekapselte hochspannungs-schaltzelle mit ausfahrbarem trennwagen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine gekapselte Hochspannungs-Schaltzelle mit einem aus einer Kontaktstellung in eine Trennstellung ausfahrbaren Trennwagen und einer während der gesamten Trennwagenbewegung wirksamen Dichtung für den Spalt zwischen den Seitenflächen sowie der Deckfläche des Trennwagens und den Paneelen der Kapselung, wobei der Trennwagen-Fahrrahmen in einen passenden, gegenüber dem Inneren der gekapselten Hochspannungs-Schaltzelle abgeschlossenen Kasten eingreift.

Aus solchen gekapselten Hochspannungs-Schaltzellen zusammengesetzte Schaltanlagen weisen eine lichtbogenfeste, äußere quaderförmige Metallkapselung und gegebenenfalls innere voneinander getrennte Schotträume für die einzelnen elektrischen Bauteile auf.

Zum Schutze des Bedienungspersonals und auch der Kapselung vor Lichtbogeneinflüssen ist es bekannt, an der Oberseite der Metallkapselung Druckentlastungsklappen vorzusehen, die im Falle eines Lichtbogens im Inneren der Schaltanlage Entlastungsöffnungen freigeben. Obwohl dadurch eine schnelle Druckentlastung erfolgt, wird die Metallkapselung druckmäßig doch stark beansprucht und es ist nicht ganz auszuschließen, daß heiße Gase durch Spalte zwischen der Bedienungsfront des Trennwagens und der Schaltanlage austreten und davorstehende Personen gefährden können, insbesondere dann, wenn der Trennwagen gerade von seiner Kontaktstellung in die Trennstellung oder umgekehrt bewegt wird oder sich in seiner Trennstellung befindet.

Diese Gefahr kann zwar durch einen zusätzlichen Türvorbau, der die Bedienungsfront der einzelnen Schaltzellen vollkommen abschließt, gebannt werden, jedoch stellt dies eine relativ aufwendige, die Außenabmessungen der Schaltanlage vergrößernde Lösung dar.

In der AT-PS 383 910 wird eine gekapselte Hochspannungs-Schaltzelle beschrieben, bei welcher der Spalt zwischen den Seitenflächen sowie der Deckfläche des Trennwagens und den Paneelen der Kapselung durch eine zweilippige, während der gesamten Trennwagenbewegung wirksame Dichtung überbrückt ist. Der Fahrrahmen des Trennwagens greift in einen passenden, gegenüber dem Inneren der Hochspannungs-Schaltzelle abgeschlossenen Kasten ein, wobei die freibleibende Öffnung zwischen der oberen Begrenzung des Kastens und dem Fahrrahmen während der gesamten Trennwagenbewegung durch eine vertikal verschiebbare, mit einer Schräge des Trennwagens zusammenwirkende Abdeckplatte verschlossen wird.

Prüfungen haben gezeigt, daß diese Ausführung bei hohen Kurzschlußströmen keinen ausreichenden Schutz des Bedienungspersonals vor austretenden heißen Gasen bietet. Durch die hohe Druckbeanspruchung entstehen nicht nur elastische Verformungen der Kapselung und des Trennwagens, sondern auch der zweilippigen Dichtung, so daß Spalte freiwerden, durch welche ein direkter Austritt heißer Gase erfolgt. Auch die mit der Schräge des Trennwagens zusammenwirkende Abdeckplatte kann unter dem Einfluß des hohen Druckes verkanten und ihre Dichtwirkung verlieren.

Durch die in der Folge aufgezeigte erfindungsgemäße Ausführung wird eine gekapselte Hochspan-nungs-Schaltzelle der eingangs genannten Art bezweckt, bei der diese Nachteile vermieden werden können und mit der eine Störlichtbogensicherheit, d.h. Vermeidung einer Gefährdung des Bedienungspersonals, auch bei Kurzschlußströmen von 40 kA und mehr während einer Trennwagenbewegung erreicht wird.

Dies wird dadurch erzielt, daß die Dichtung federbelastete, mit Paneelen der Kapselung schwenkbar verbundene Klappen aufweist, die mit Dichtbahnen an den Seitenflächen sowie der Deckfläche des Trennwagens Zusammenwirken, und die Öffnung zwischen der oberen Begrenzung des Kastens und dem Trennwagen-Fahrrahmen während der gesamten Trennwagenbewegung durch eine mit der oberen Begrenzung schwenkbar verbundene, mit einer Schräge des Trennwagens zusammenwirkende Schutzplatte verschlossen ist.

Störlichtbogenprüfungen gemäß internationalen Bestimmungen haben ergeben, daß durch die Klappen und die Schutzplatte auch bei elastischen Verformungen der Kapselung und des Trennwagens ein direkter Austritt heißer Gase durch die Schaltzellenfront sicher verhindert wird. Von besonderem Vorteil ist dabei, daß die Klappen sowie die Schutzpiatte unter der Druckbeanspruchung aus dem Schaltzelleninneren ihre Dichtwirkung verstärken.

In einer bevorzugten Ausführungsform schlagen die Klappen in der Trennstellung des Trennwagens an Stirnflächen der Dichtbahnen an und nehmen etwa eine zu den Paneelen der Kapselung senkrechte Lage ein, wodurch sich eine optimale Abdichtung der Spalte zwischen Dichtbahnen und Paneelen der Kapselung ergibt.

Zur Versteifung können die Klappen einen etwa U-förmigen Profilquerschnitt aufweisen, dessen Steg einen flachen Winkel bildet.

Bevorzugterweise bestehen die Dichtbahnen aus Poiycarbonat. Dieser Isolierstoff weist günstige Eigenschaften hinsichtlich Oberflächenbeschaffenheit und Brennverhalten auf.

Bei einer Weiterbildung kann die Dichtung in der Trennstellung des Trennwagens durch eine entlang der Ränder des Trennwagen-Frontpaneels verlaufende Runddichtung verstärkt sein, welche an einem 2

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Frontrahmen der Hochspannungs-Schaltzelle aufliegt.

Vor der Bedienungsfront stehende Personen sind dadurch im Falle eines Störlichtbogens zusätzlich geschützt.

Im folgenden wird an Hand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert: Es zeigen Fig. 1 die Frontansicht einer gekapselten Hochspannungs-Schaltzelle, Fig. 2 den Schnitt durch dieselbe Hochspannungs-Schaltzelle und Fig. 3 den Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab.

Die dreiphasige Hochspannungs-Schaltzelle 1 gemäß Fig. 1 und 2 weist einen ausfahrbaren Trennwagen 2 mit einem Leistungsschalter 3 auf, der in eine Kontaktstellung und in eine Trennstellung bringbar ist. In der Kontaktstellung einerseits sind die Kontakte des Leistungsschalters 3 mit in der Hochspannungs-Schaltzelle 1 fest montierten Gegenkontakten 4, 5 elektrisch leitend verbunden, in der Trennstellung anderseits ist zwischen den Kontakten des Leistungsschalters 3 und den Gegenkontakten 4, 5 eine Trennstrecke hergestellt. Der Leistungsschalter 3 erfüllt daher zusätzlich die Funktion eines Trennschalters und ermöglicht eine trennerlose Bauweise der Hochspannungs-Schaltzelle 1.

Die Gegenkontakte 5 in Topfisolatoren 27 sind mit einer Sammelschiene 6 elektrisch leitend verbunden, wogegen die Gegenkontakte 4 in den Topfisolatoren 26 über Stromschienen zu Stromwandlern 18 und Anschlußfahnen 19 für Kabel führen. An der Oberseite der Hochspannungs-Schaltzelle 1 sind Druckentlastungsklappen 7 vorgesehen, so daß im Falle eines Störlichtbogens im Inneren eine schnelle Druckentlastung erfolgen kann. Umgeben ist die Hochspannungs-Schaltzelle 1 von einer äußeren, quaderförmigen, geerdeten Metallkapselung 8 aus Stahlblechpaneelen, wobei die Bedienungsfront 28 des ausfahrbaren Trennwagens 2 in diese Metallkapselung 8 integriert ist.

Zur Erhöhung ihrer Betriebssicherheit ist die Hochspannungs-Schaitzelle 1 in vier Räume, einen Leistungsschalterraum, Sammelschienenraum, Kabelabgangsraum und Relaisraum 17 für Sekundärausrüstungen unterteilt.

Damit im Störlichtbogenfall keine heißen Gase aus der Hochspannungs-Schaitzelle 1 bzw. dem Leistungsschalterraum direkt austreten können, ist der Spalt 9 zwischen den Seitenflächen 10 sowie der Deckfläche 11 des Trennwagens 2 und den Paneelen 12 der Metallkapselung 8 durch federbelastete, mit den Paneelen 12 schwenkbar verbundene Klappen 23, 24, 25 verschlossen und der Trennwagen-Fahrrah-men 20 greift in einen passenden, gegenüber dem Inneren der Hochspannungs-Schaitzelle 1 abgeschlossenen Kasten 15 ein, wobei die freibleibende Öffnung zwischen der oberen Begrenzung 15' des Kastens 15 und dem Trennwagen-Fahrrahmen 20 während der gesamten Trennwagenbewegung und in Kontakt- und Trennstellung des Trennwagens 2 durch eine mit der oberen Begrenzung 15' schwenkbar verbundene Schutzplatte 16 verschlossen ist.

An den Seitenflächen 10 sowie der Deckfläche 11 des Trennwagens 2 sind Dichtbahnen 30, 31 aufgebracht, die mit den Klappen 23, 24, 25 in Kontakt- und Trennstellung des Trennwagens 2 sowie während der gesamten Trennwagenbewegung Zusammenwirken und Dichtfunktion erfüllen.

In der Trennstellung des Trennwagens 2 nehmen die Klappen 23, 24, 25 eine etwa senkrechte Lage zu den Paneelen 12 der Metallkapselung 8 ein und liegen an den Stirnflächen 32, 33 der Dichtbahnen 30, 31 auf. Im Falle eines Störlichtbogens wird nicht nur der Auflagedruck der Klappen 23, 24, 25, sondern auch jener der auf der Schräge 21 des Trennwagens 2 aufliegenden Schutzplatte 16 verstärkt und die Dichtwirkung erhöht. Zur Minimierung der Reibung sind die Dichtbahnen 30, 31 sowie die Schräge 21 des Trennwagen-Fahrrahmens 20 aus Kunststoff, vorzugsweise Polycarbonattafeln hergestellt.

Der ausfahrbare Trennwagen 2 ist in Fig. 2 in der Trennstellung dargestellt. In dieser Stellung liegt eine entlang der Ränder des Trennwagen-Frontpaneels 28 verlaufende Runddichtung 36 am Frontrahmen 35 auf, wodurch eine zusätzliche Dichtwirkung erzielt wird.

Soferne der Trennwagen 2 mittels der Handgriffe 37 in die strichliert angedeutete Kontaktstellung gefahren wird, schwenkt die Schräge 21 des Trennwagen-Fahrrahmens 20 die Schutzplatte 16 in Richtung des Pfeiles nach oben, so daß keine Öffnung zwischen dem abgeschlossenen Kasten 15 und dem Inneren der Hochspannungs-Schaitzelle 1 freibleibt. Gleichzeitig werden die federbelasteten Klappen 23, 24, 25 von den Dichtbahnen 30, 32; 31, 33 gegen die Kraft ihrer Zugfedern 39 um etwa 90 · verschwenkt, bis ihre Stege 25 satt auf den Dichtbahnen 30, 31 aufliegen.

Die Spalte 9 zwischen den Dichtbahnen 30, 31 und den Paneelen 12 der Metallkapselung 8 werden während der gesamten Trennwagenbewegung von den Klappen 23, 24, 25 abgedeckt, welche den Austritt heißer, von einem Lichtbogen stammender Gase verhindern.

Aus dem in Fig. 3 gezeichneten Schnitt sind bevorzugte Ausführungsformen der federbelasteten Klappen 23, 24, 25 und der Runddichtung 36 erkennbar. Die Klappen 23, 24 weisen einen etwa U-förmigen Profilquerschnitt auf, dessen Steg 25 eine Abkantung aufweist und somit einen flachen Winkel bildet. Der eine Flansch am freien Ende bildet mit dem Steg 25 einen rechten Winkel, wogegen der andere mit einem 3

Claims (5)

1. AT 397 893 B Scharnier fest verbundene Flansch mit dem Steg 25 etwa einen Winkel von 110 · einschließt. Mit der Metallkapselung 8 und dem Paneel 12 ist ein U-Profil 29 fest verschraubt, welches einerseits zur Befestigung der Scharniere, anderseits als Halterung der Zugfeder 39 dient. Wenigstens eine Zugfeder 39 ist zwischen dem freien Flansch des U-Profiles 29 und dem mit dem Scharnier fest verbundenen Flansch der Klappe 23, 24 eingehängt. In der Trennstellung des Trennwagens 2 nimmt ein Teil des Steges 25 der Klappen 23, 24, 25 eine senkrechte Lage zu den Paneelen 8, 12 ein und liegt an der Stirnfläche 32 der Dichtbahn 30 auf. Wird der Trennwagen 2 in die strichliert angedeutete Kontaktstellung gefahren, schwenken die Klappen 23, 24, 25 entgegen die Kraft der Zugfeder 39 in Richtung des Pfeiles, bis der Steg 25 auf der Dichtbahn 30 zum Liegen kommt. Eine zusätzliche Abdichtung des Spaltes 9 in der Trennstellung wird durch die Runddichtung 36 erreicht, die am schwenkbaren Frontrahmen 35 aufliegt. Die Runddichtung 36 weist eine Fahne auf, die zwischen einer Leiste 38 und den Seitenflächen 10 bzw. den Deck- und Grundflächen 11 des Trennwagens 2 eingeklemmt ist. Patentansprüche 1. Gekapselte Hochspannungs-Schaltzelle mit einem aus einer Kontaktstellung in eine Trennstellung ausfahrbaren Trennwagen und einer während der gesamten Trennwagenbewegung wirksamen Dichtung für den Spalt zwischen den Seitenflächen sowie der Deckfläche des Trennwagens und den Paneelen der Kapselung, wobei der Trennwagen-Fahrrahmen in einen passenden, gegenüber dem Inneren der gekapselten Hochspannungs-Schaltzelle abgeschlossenen Kasten eingreift, dadurch gekennzeichnet daß die Dichtung (13) federbelastete, mit Paneelen (12) der Kapselung (8) schwenkbar verbundene Klappen (23, 24,25) aufweist, die mit Dichtbahnen (30, 31) an den Seitenflächen (10) sowie der Deckfläche (11) des Trennwagens (2) Zusammenwirken, und die Öffnung zwischen der oberen Begrenzung (15') des Kastens (15) und dem Trennwagen-Fahrrahmen (20) während der gesamten Trennwagenbewegung durch eine mit der oberen Begrenzung (15') schwenkbar verbundene, mit einer Schräge (21) des Trennwagens (2) zusammenwirkende Schutzpiatte (16) verschlossen ist.
2. 2. Gekapselte Hochspannungs-Schaltzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (23, 24, 25) in der Trennstellung des Trennwagens (2) an Stirnflächen (32, 33) der Dichtbahnen (30, 31) anschlagen und eine etwa senkrechte Lage zu den Paneelen (12) der Kapselung (8) einnehmen.
3. 3. Gekapselte Hochspannungs-Schaltzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (23, 24, 25) einen etwa U-förmigen Profilquerschnitt aufweisen, dessen Steg (25) einen flachen Winkel bildet.
4. 4. Gekapselte Hochspannungs-Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtbahnen (30, 32; 31, 33) aus Polycarbonat bestehen.
5. 5. Gekapselte Hochspannungs-Schaltzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (13) in der Trennstellung des Trennwagens (2) durch eine entlang der Ränder des Trennwagen-Frontpaneels (28) verlaufende Runddichtung (36) verstärkt ist, welche an einem Frontrahmen (35) der Hochspannungs-Schaltzelle (1) aufliegt. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 4