Hochspannungsschaltanlage ndt isolierten Sammelschienen Zu den Anforderungen, die an Hochspan- nungsschaltanlagen gestellt werden, gehört es seit jeher, einen hinreichenden Berührungs schutz herbeizuführen und die Ausbreitung von Liehtbogen zu verhüten. Es ist auch bereits versuelit worden, schon das Entstehen von Liehtbogen in der Schaltanlage zu vermin dern und zu diesem Zweck die spannungfüh- renden Teile möglichst weitgehend zu isolie ren.
Dies gilt auch für die Sammelsehienen. 1s sind daher Schaltanlagen vorgeschlagen worden, bei denen die Sammelsehienen sich aus einzelnen Sammelschienenbogenzusammen- setzen, die von Feld zu Feld geführt werden. Der einzelne Sammelschienenbogen kann da bei aus einem Kabel bestehen, das mit einem metallischen b1antel umgeben ist, der seiner seits geerdet ist.
Hierdurch wird ein Sammel- sehienenkurzschluss verhindert, da, jede Be schädigung der Sammelschienen zu einem Erdsehluss führen muss. Schwierigkeiten bei derartigen Schaltanlagen bereiten jedoch die erforderlichen Verbindungsstellen zwischen den Abzweigen und der Sammelschiene bzw. den einzelnen Sammelschienenbogen. Diese Schwierigkeiten beruhen vor allem hinsieht- lieh der Isolation und der Auswechselbarkeit der Geräte.
Da die notwendigen Verbindungs stücke und Steckerv erbindungen bei den be kannten Schaltanlagen mit Sammelscliienen- bogen aus mehreren Einzelteilen zusammen gefügt werden müssen. Hierdurch wird die Montage und der notwendige Raum für dieses Verbindungsstück sehr gross.
Diese Schwierigkeiten sind bei der neuen Schaltanlage beseitigt oder doch wesentlich verringert. Dies ist vor allem dadurch er reicht, dass eine Steckerverbindung als eine Verbindungs-Anschluss-Einheit in der Weise ausgebildet ist, dass die Leiterenden aufeinan- derfolgender Sammelschienenbogen in ein me tallisches Verbindungsstück eingeführt und mit ihm elektrisch und mechanisch verbunden sind, und dass mit diesem Verbindungsstück das zur Sammelschiene gehörende Steckerver- bindungsglied eine Einheit bildet,
wobei das Verbindungsstück von einer Isolierstoffhülle umgeben ist, die ihrerseits die Isolation der Sammelschienenbogen überlappt und in einen Holilzplinder übergeht, der das Steckerver- bindungsglied umgibt.
In der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele der neuen Schaltanlage dargestellt; es zeigt Fig. 1 eine mehrzellige Schaltanlage in Vorderansicht, jedoch unter Weglassung der Schaltwagen, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig.1., mit eingefahrenem Sehaltwagen, Fig.3 eine Wiederholung der Fig.2, je doch mit, dem Schaltwagen in Trennstellung, Fig. 4 eine abgewandelte Ausführung in Darstellung entsprechend der Fig. 2,
Fig.5 eine abgewandelte Ausführung in Darstellung entsprechend der Fig. 3, Fig. 6 ein bei der neuen Schaltanlage be nutztes Bauelement in Vorderansicht, Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6, Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 7, Fig.9 eine Einzeldarstellung einer Sam melschiene, die unter Benutzung von Bauele menten der in Fig. 6 bis 8 gezeigten Art auf gebaut ist, Fig:
10 eine abgewandelte Ausführung des Bauelementes nach Fig. 6 bis 8, Fig.11 eine abgewandelte Ausführung des Bauelementes nach Fig. 6 bis B.
Die Schaltanlage nach Fig.1 bis 3 umfasst mehrere Felder, die man hier, da beim Aus führungsbeispiel die Felder gegeneinander durch Trennwände unterteilt sind, auch als Zellen bezeichnen kann. Die Schaltanlage kann an sich beliebig viele Felder umfassen. In Fig. 1 ist das Anfangsfeld mit a, die näch sten Zusatzfelder sind mit b und c bezeichnet; weitere Zusatzfelder sind bei<I>m</I> und<I>n</I> gezeigt.
Die Felder a und '7a stellen zugleich die soge- r,annten Endfelder dar, da angenommen ist, da.ss sie mit Bezug auf F'ig.1 die Gesamt anlage auf der linken und rechten Seite ab schliessen.
Wie schon oben angegeben ist, sind die Sammelschienen bogenförmig von Feld zu Feld geführt. Die Schaltanlage nach Fig.1 ist für ein Drehstromsvstem RST bestimmt. Für die zugehörinen Sammelschienen sind entsnrechend die Zeichen R, S und T benutzt. Von der Sammelschiene R sind in Fig. 1 die Bogen Rz, Rh, R,., R", und der Halbbogen R" gezeigt.
Die vollen Bogen verbinden jeweils die gleichphasigen Abzweige benachbarter Felder; so verbindet zum Beispiel der Bogen & -die Abzweige der Phase R der beiden Fel der a und b.
Entsprechendes gilt für die Sammelschie- neu der Phasen S und T. Die einzelnen Bogen dieser Sammelschienen sind demgemäss mit S", S,, usw. bzw. mit T", Tb usw. bezeichnet. Die Abzweigansehlussstelle der einzelnen Phase ist, bei der bevorzugten Ausführung mit der Verbindungsstelle der zugehörigen Sam melsehienenbogen zu einer Einheit zusammen gefasst, die im folgenden als V erbinclungs- Anschluss-Einheit bezeichnet ist.
Die Ab zweiganschlussst.elle wird vorzugsweise als Steekverbindungseinrichtung ausgebildet, da mit ein Schaltwagen zur Aufnahme der Sehalt- gerate verwendet werden kann. Der Aufbau der Anlage wird besonders einfach, wenn ein Bauelement Verwendung findet, das aus der Verbindungs-Ansehluss-Einheit und aus zwei in diese eingesetzten Bogenhälften besteht.
Der einzelne Sammelsehienenbogen wird dann aus zwei Bogenhälften m veier Bauelemente der genannten Art, hergestellt, indem diese Bogenhälften miteinander verbunden werden, vorzugsweise durch Stumpfschweissen ihrer Leiterenden und durch nachträgliche Isolier- stoffumhüllung der Stossstelle. Ein Bauele ment dieser Art ist in den Fig. 6 bis 8 gezeigt.
Die beiden Bogenhälften 1 und 2 sind, wie aus Fig. 7 und 8 hervorgeht, mit den blanken Leiterenden in ein metallisches Verbindungs stück 3 eingesetzt und mit diesem durch Lö ten, Schweissen, Sehrumnfen oder dergleichen mechanisch und elektrisch verbunden. Das Verbindungsstiiek 3 trägt das eine Glied, im Ausfiihiuingsbeisniel den Stift 4, einer Sfeek- vorriehtung und ist mit den zugehörigen En den der Bogenhälften 1 und 2 von.
einer Tso- lierstoffhülle oder, in anderer Bezeichnung, von einem Isolierstoffblock 5 umgeben, z. B. umgossen. Es ist hier noch nachzuholen, dass die Bogenhälften 1 und 2 bei der bevorzugten Ausführung und entsprechend der Darstel lung aus einem Leiterseil 1a, bzw. 2cc und der darauf befindlichen Isolierstoffumhüllung 1b bzw. 2b besteht.
Der Stift 4, der mit dem Verbindungsstück 3 elektrisch und mechanisch verbunden ist und mit diesem zum Beispiel ein zusammenhängendes Gussstück aus Mes sing oder dergleichen bildet, ist von einem Tsolierstoff-Hohlzylinder 5a umgeben, der zum Isolierstoffbloek 5 gehört und entspre chend dem Sehlagweitenabstand über den Stift 4 vorspringt. Am vordern Rand ist.
der 1-fohlzylinder 5a mit einem Metallring 6 aus- gerüstet, der zum Beispiel in den Hohlzylin der 5a miteingegossen sein kann und der beim Herausziehen des Steckgliedes, das heisst beim Herausfahren des Schaltwagens, an Erde ge legt wird, indem sich dann vor und zugleich ;.re;;en den Ring eine Blende legt, die ihrer seits geerdet ist. Der Metallring 6 kann zu gleich zur Feldsteuerung während des Betrie bes dienen.
Aus Fig. 7 und 8 ist zu ersehen, dass der Isolierstoffbloek 5 die Isolationen 11) und 2b der beiden Bogenhälften 1. und 2 überlappt. Bei der Herstellung ist. darauf zu achten, dass zwischen diesen Isolationen 1.b und 2b und dem Isolierstoffbloek 5 eine. innige Verbin- dung, entsteht und mithin eine sog. elek trische Fuge , in der ein Durchschlag erfol gen könnte, vermieden wird.
Nach Fig. 7 ist -- vom Stift 4 aus gesehen - die Vorderseite des metallischen Verbindungsstückes 3 noch mit Isolierstoff des Isolierstoffbloekes 5 über deckt; diese Überdeckung kann auch fort fallen.
Es wurde schon erwähnt, dass der zur Steel;vorrichtung gehörende Stift 4 mit dem metallischen Verbindungsstück 3 bei der be- corzugien Ausführung fest verbunden ist, insbesondere mit dem Verbindungsstück 3 in einem Stück gegossen ist.
Dies hat den Vor teil, dass der Stift 4 zentrisch zur Innenwan- d ng des Hohlzvlinders 5a steht, wenn der Dorn, der beim Liessen des Isolierstoffbloekes 5 zum Aussnaren der öffnung des Hohlzvlin- dArs dient, zugleich zur Halterung des Stif tes 4 während des Giessvorganges benutzt wird. Statt den Isolierstoffblock 5 zu giessen., kann man ihn auch in einem andern Verfah ren, insbesondere in einem Pressverfahren, herstellen.
Zur Bildung eines Bogens der einzelnen Sammelschiene werden zwei Bogenhälften zweier Bauelemente der beschriebenen Art miteinander verbunden vorzugsweise in der aus F!-. 9 ersichtlichen Art. Hiernach werden die betreffenden Leiterenden miteinander durch Stumpfschweissen mechanisch und elek trisch verbunden. Es empfiehlt sich, die Lei- ter zur Erzielung einer grösseren Schweiss fläche bzw. Lötstelle mit schrägen Stirnflä chen zu versehen, wie das aus Fig.6 und Fig. 9 zu ersehen ist.
In Fig. 9 sind die Bogenhälften des einen Bauelementes mit 1 und 2 und die des zwei ten Bauelementes mit 1' und 2' bezeichnet. Der volle Sammelschienenbogen nach Fig.9 ist aus der Bogenhälfte 2 und der Bogen hälfte 1' gebildet, indem die betreffenden Lei terenden bei 7 stumpf aneinandergeschweisst sind. Nach dem Zusammenschweissen oder -löten wird die Stossstelle durch eine Isolier stoffumhüllung 8 isoliert, die die Isolationen der Bogenhälften 2 und 1' auf eine entspre chende Länge überlappt.
Auch an dieser Stelle ist darauf zu achten, dass elektrische Fugen zwischen der Isolierstoffumhüllung 8 und den Isolierstoffhüllen 2b und 7.b' vermie den werden.
Während der Isolierstoffblock 5 vorzugs weise in einer Form gegossen wird, wird die Isolierstoffumhüllung 8 nach dem Streichver fahren hergestellt, z. B. so, dass zunächst eine Schicht der Isolierstoffmasse mit einem Pin sel, einer Spachtel oder von Hand ausgestri ehen und nach einem leichten Antrocknen dieser Schicht die nächste Schicht aufgestri ehen wird und so fort, bis die Isolierstoff hülle 8 eine ausreichende Stärke und ein aus reichendes Isoliervermögen besitzt.
Die Iso- lierstoffumhüllung 8 kann naturgemäss auch begossen werden, indem man eine zweiteilige Form verwendet, mit der man für den Giess- vor--ang die Schweissstelle bzw. Lötstelle 7 ein fasst. Statt die Leiterenden der beiden Halb bogen 2 und 1' miteinander zu verschweissen; kann auch jede andere geeignete Verbindung gewählt werden, z. B. kann man die Leiter enden miteinander verlöten oder durch eine Klemmverbindung elektrisch und mechanisch zusammenfügen.
Um die einzelnen Bauelemente oder die mit Hilfe der Bauelemente zunächst für sich fertiggestellte Sammelscliene innerhalb der Schaltanlage zu befestigen, empfiehlt es sich, in den Isolierstoffbloek 5 Schraubenbolzen 9 rniteinzugiessen, so dass mit Hilfe dieser Schraubenbolzen die Verbindungs-Anschluss- Einheiten an der Rückwand oder an einem Gerüst der Schaltanlage befestigt werden kön nen, indem die Schraubenbolzen 9 durch ent sprechende Löcher der Rückwand oder des Gerüstes gesteckt.
und durch Muttern gehal ten werden.
Es sei nunmehr wieder auf Fig.1 Bezug genommen. Die schon erwähnten Sammelschie- nenbogen Ra, Rk, l1Sw., & , 8,u usw., Ta, TI, usw.
und die zugehörigen Verbindungs-An- schluss-Einheiten, die in Fig.1 der besseren Übersicht halber mit aR, <I>a s,</I> ar, ferner - im zweiten Feld - mit bR, bs, bz usw. bezeichnet. sind, werden vorzugsweise in der aus Fig. 6 bis 9 ersichtlichen @'4 eise hergestellt.
Bei der Schaltanlage nach Fig. 1 sind die verschiedenen Felder bzw. Zellen durch Zwi schenwände getrennt. In Fig.2 ist die Zwi schenwand zwischen den Zellen a und b er sichtlich; sie ist mit 10 bezeichnet. Durch sie sind die Sammelschienenbogen R", S" und T;, hindurchgeführt, und zwar sind - wie aus Fig. 2 zu ersehen ist - an der Durchführungs stelle die Sammelschienenbogen nebeneinan der geführt.
Für die Durchführungsstelle ist an der zum Beispiel aus Stahlblech bestehen den Zwischenwand 10 eine rechteckige Öff nung vorgesehen. Diese Öffnung ist durch zwei Platten 11 und 12 abgedeckt, die eben falls aus Stahlblech bestehen können, vorzugs weise aber aus einem nicht zu spröden Mate rial wie Hartgewebe oder dergleichen gebil det sind. Die beiden Platten 11 und 12 ver laufen an ihrer Stossstelle kammartig, so dass sie - zusammengefügt - drei Öffnungen frei lassen, die dem Durchmesser und der Lage der hindurchtretenden drei Sammelschienen bogen entsprechen. Die Platten 11 und 12 sind hinreichend gut mit der Trennwand 10 verbunden, so dass sie die bei Kurzschlüssen auftretenden Stromkräfte von Phase zu Phase der Sammelschienenbogen abfangen.
Ausser dem empfiehlt es sich, die Sammelschienen bogen an ihren Kreuzungsstellen (bezogen auf die Ansicht nach Fig.1) durch Bandagen oder Schellen miteinander zu verbinden. Wei terhin ist es angebracht, die sog. Schleifen.- Wirkung der einzelnen Sammelschiene da durch unschädlich zu machen, dass benach barte Bogen an der Eintrittsstelle in den Isolierstoffblock 5 (vgl. Fig. 9) durch Ban dagen oder Schellen zusammengehalten wer den, wie das in Fig. 9 bei 13 und 13' angedeu tet ist.
Fig.1 lässt erkennen, dass im Anfangsfeld a die Sammelsehienenbogen nur vom Feld a zum Feld b verlaufen, so dass im Anfangs feld a Bauelemente mit einer einzigen Bogen hälfte genügen. Im letzten Feld n, könnte man, sofern eine spätere Erweiterung der Schaltanlage ausgeschlossen ist, ebenfalls Bau elemente verwenden, die nur eine Sammel- sehienen-Bogenhälfte enthalten. In der Regel will man allerdings die Möglichkeit schaffen, dass die Schaltanlage später erweitert. werden kann.
Alsdann empfiehlt es sich, wie das in Fig.l gezeigt ist, auch für das Endfeld n. Bauelemente zu benutzen, die je zwei Sam- ,nelschienen-Bogenhälften enthalten. Die nach rechts verlaufenden Bogenhälften der drei Bauelemente nR, n.s, % werden alsdann, so lange das betreffende Feld das Endfeld dar stellt, nicht benutzt und aus diesem Grunde am Ende mit einem Isolierklotz 14 umhüllt. In gleicher Weise kann man auch im An fangsfeld a. verfahren; alsdann käme man in sämtlichen Feldern mit dem Bauelement nach Fig. 6 bis 9 aus.
Es können aber zusätzlich abfl,ewandelte Bauelemente nach Fig.10 und 11.\ vorgesehen werden, die sich von dem nach. Fig. 6 bis 8 nur dadurch unterscheiden, dass - von vorn gesehen - die rechte bzw. die linke Bogenhälfte fortgelassen ist und gege benenfalls die verbleibende Bogenhälfte oder, allD,emeiner gesagt, das verbleibende Leiter- stiiek 1 bzw. 2 in die Mitte des Isolierstoff blockes v gerückt ist.
In Fig.1 ist. angenom men, dass im Anfangsfeld a Bauelemente ge mäss %. 11 benutzt sind.
Von den Balielementen nach Pin#.10 lind 11 kann auch für die Abzweig-Kabelainfüh- runaen Gebrauch gemacht werden. Hiervon ist in Fig.l bis ä ausgegangen.
Soweit das Bauelement nach Fig.6 bis 9 zur Herstellung der Sammelschienen benutzt wird, ist. es sinnvoll, den Isolierstoffbloek 5) mit dem von ihm umfassten Teil als Verbin- dunas-Anscliluss-Einheit zu bezeichnen. So weit aber von diesem Bauelement bzw. den ab gewandelten Ausführungen. nach Fig. 1.0 und 11 für die Abzweig-Kabeleinführungen Ge brauch gemacht wird, sei der Isolierstoffblock 5 mit den von ihm umfassten Teil als Ab zweig-Anschluss-Einheit bezeichnet.
In Fig. 1 befindet sich unter jeder Verbindungs-An- sehluss-Einheit <I>all,</I> as usw. eine entsprechende Abzweig-Anschluss-Einheit a'R, <I>res</I> usw.
Der Darstellung nach Fig.1 ist der Fall zugrunde gelegt, dass das einzelne Abzweig-Ausgangs- stück oder, anders gesagt, die einzelne Ab zweig-Anschluss-Einheit nur ein einziges Lei terstück R'a, S'a usw. aufweist, da.ss also Bau elemente nach Fig.10 oder 11 benutzt sind. Die betreffenden Leiterstüeke haben die glei che Länge wie die Bogenhälften der Sammel schienen.
Es ergibt sich also der Vorteil, dass für die Abzweigkabeleinführungen. die glei- chen Bauelemente verwendbar sind wie für die Sammelsehienen. Sind für die Kabelein- fü hrung Doppelkabel vorgesehen, was in der Regel bei Stromstärken über 300 Amp. der Fall ist, so werden sogar Bauelemente nach Fig. 6 bis 8 benutzt, von denen die beiden Lei terstücke 1 und 2 jeweils an das zugehörige Doppelkabel angeschlossen werden.
Die Leiterstücke R'a, S', usw. sind je über eine Verbindungsstelle z@R1a, vsra usw. an das zugehörige Kabel angeschlossen, das für jede Phase als Einleiterkabel ankommt oder das -- wie in Fig.1 angenommen - als Dreileiter kabel für jedes Feld ankommt und über ein Aufteilungsstück 4i bzW. bi in einzelne Leiter aufgelöst wird.
Für die Verbindungsstellen i-"" usw. gilt dasselbe, was oben zur Verbin dungsstelle 7, 8 an Hand der Fig. 9 ausge führt ist.
Die Verwendung der Bauelemente nach Fig. 6 bis 8 bzw. nach Fig.10 bis 1.1 für den Abzweig-Ausgang bietet, sofern die Schalt anlage in der gesehlossenen Bauweise ausge- f'ührt wird, die Mögliehkeit, die Zellen weit gehend im Werk fertigzustellen.
Das gilt auch für den Einbau des Stromwandlers, auch wenn dieser als Aufsteckstromwandler ausge bildet wird, wie das in Fig.1 bis 3 angenom men ist; denn hierbei sitzt der einzelne Auf steckstromwandler auf dem Leiterstück R'" bzw. S'" usw., das zu dem Bauelement nach Fig. 6 bis 8 bzw. Fig.10 bis 11 gehört, das im Werk bereits eingebaut werden kann. An diese Leiterstücke werden. dann am Aufstellungsort erst die Kabel angeschlossen, in der Weise, wie das schon angegeben ist.
Die Verwendung von Aufsteekstromwandlern bietet für die hier vorgesehene Anlage mit Vollisolation der Ilochspannungsleiter insofern einen besonde ren Vorteil, als der Aufsteekstromwandler selbst eine vollisolierte Einheit darstellt und damit zur Erzielung einer Vollisolation der Gesamtanlage beiträgt. Die einzelnen Strom wandler sind in Fig. 1 mit l1Ra, As", <B>USW-</B> be zeichnet.
Für jedes Feld ist in an sich bekannter Weise ein Schaltwagen, das heisst eine aus fahrbare Einheit, vorgesehen, die den Lei- stungssehalter und im vorliegenden Fall auch den Spannungswandler, umfasst. In Fig. 2 und 3 ist die ausfahrbare Einheit des An fangsfeldes ersichtlich. Sie ist mit a2 bezeich net; die übrigen fahrbaren Einheiten (Schalt wagen) sind in gleicher Weise ausgebildet. In Fig.2 und 3 ist von dem Leistungssehalter und dem Spannungswandler des Feldes a die eine Phase (Phase R;<I>SR.,</I> bzw. VR,,) sichtbar.
Üblicherweise sind für die Einheiten aR, as, a,.r, a'R <B>USW-</B> jedes Feldes Blenden Ba, B'a, Bb" B'b lusW. (s. auch Fig.1) vorgesehen, die beim Ausfahren des Schaltwagens sieh selbsttätig vor die Einheiten aR, CL'R llsW. legen.
Die Be tätigung der Blenden ist in an sich bekann ter Weise mit der Bewegung des Schaltwagens gekuppelt (vgl. Fig. 2 und 3).
Wird gemäss Fig. 4 und 5 statt eines Auf steckstromwandlers ein normaler Stromwand ler oder Stromwandlersatz <B>All.,</B> usw. benutzt und demgemäss dieser Stromwandler am Schaltwagen angebracht, so wird auch der sog. Instrumentenraum, der zur Aufnahme der zugehörigen Messgeräte, Relais nsw. dient, am Schaltwagen untergebracht, wie das bei I' a in Fig. 4 und 5 gezeigt ist. Bei der Aus- Führung nach Fig.1 bis 3 hingegen ist der Instrumentenraum, der dort mit Ia bezeichnet ist, am fest stehenden Teil des betreffenden Feldes angebracht.
Der Grund hierfür liegt darin, dass man den Sekundärstrom der Stromwandler möglichst nicht über Kontakte (in der Regel Schleifkontakte) an die Instru mente führt. Sind also gemäss Fig.2 und 3 die Stromwandler fest angeordnet, so emp fiehlt es sich, den Instrumentenraum I., eben falls fest anzubringen, so dass solche Kontakte im Sekundärkreis der Stromwandler fortfal len. Werden hingegen gemäss Fig. 4 und 5 die Stromwandler auf dem Schaltwagen an geordnet, so ist es aus den gleichen Gründen vorteilhaft, auch den Instrumentenraum mit dem Schaltwagen zu verbinden.
Der besseren Vbersicht halber ist in Fig. 1 der Instrumen tenraum nur beim Anfangsfeld a eingezeich.. net und bei den übrigen Feldern fortgelassen.
Wenngleich in den Fig.1 bis 5 die Erfin dung in Anwendung auf gekapselte Schalt anlagen gezeigt ist, so ist sie doch darauf nicht beschränkt, sie kann vielmehr auch bei den übrigen Bauarten, z. B. bei der sog. offenen Bauart, benutzt werden.
Die mit der Erfindung erzielbare Voll isolation kann -unabhängig von der Art des ankommenden Kabels erreicht werden. Erfor derlichenfalls können die Kabelenden, die aus dem Aufteilungsstück a1, bi usw. heraustre ten, mit einer zusätzlichen Isolierung versehen werden. Findet zum Beispiel ein Papierblei kabel Anwendung, bei dem also die aus dem Aufteilungsstück a1 bi austretenden Enden nur eine Papierisolation aufweisen, so kann diese Isolation noch mit einer Zusatzisolation versehen werden, z.
B. durch Aufstreichen usw., wie das oben schon bezüglich der Ver bindungsstelle 7, 8 in Fig.9 angegeben ist. Durch das einzelne Aufteilungsstück a" b1 wird zugleich das Kabelende hinsichtlich der Kabelmasse abgedichtet, so dass ein Bluten der Kabel verhütet wird.
Wenn oben von Vollisolation der Anlage gesprochen ist, so wird hierunter vor allem folgendes verstanden: Die Sammelschienen sind voll isoliert. Infolgedessen kann zwischen den Phasen der Sammelschienen ein Licht bogen nicht entstehen. Das gleiche gilt für die Abzweig-Ausgänge. Diese und die Sammel schienen stellen die festverlegten hoehspan- nungführenden Leiter dar. Die Vollisolation dieser heiter wird in ihrer Auswirkung un terstützt, wenn die Isolation noch mit einem metallischen Überzug versehen wird, der sei nerseits geerdet wird. Alsdann können die Teile gefahrlos berührt werden.
Der zu er- clende 3letallüberzug kann zum Beispiel durch einen Aluminiumanstrich oder eine Metall- bandbewicklung gebildet werden.
High-voltage switchgear and insulated busbars One of the requirements placed on high-voltage switchgear has always been to provide adequate protection against accidental contact and to prevent the spread of light arcs. Attempts have already been made to reduce the occurrence of electrical arcs in the switchgear and, for this purpose, to insulate the live parts as much as possible.
This also applies to the collective rails. Switchgear systems have therefore been proposed in which the busbars are composed of individual busbar bends that are routed from bay to bay. The individual busbar bend can consist of a cable that is surrounded by a metallic jacket that is grounded on its part.
This prevents a busbar short-circuit, since any damage to the busbars must lead to an earth fault. Difficulties in such switchgear, however, cause the necessary connection points between the branches and the busbar or the individual busbar bends. These difficulties are mainly based on the isolation and interchangeability of the devices.
Since the necessary connecting pieces and plug connections in the known switchgear with collective clip arches have to be assembled from several individual parts. This makes the assembly and the space required for this connector very large.
With the new switchgear, these difficulties are eliminated or at least substantially reduced. This is achieved above all in that a plug connection is designed as a connection-connection unit in such a way that the conductor ends of successive busbar bends are inserted into a metallic connection piece and electrically and mechanically connected to it, and that with this Connector the plug connector belonging to the busbar forms a unit,
wherein the connecting piece is surrounded by an insulating sheath which in turn overlaps the insulation of the busbar bends and merges into a wooden plinder which surrounds the plug connection member.
In the drawing, Ausführungsbei are shown games of the new switchgear; It shows Fig. 1 a multi-cell switchgear in a front view, but with the omission of the switching car, Fig. 2 a section along the line II-II of Fig.1., With retracted Sehaltwagen, Fig.3 a repetition of Fig.2, however with the switch car in the disconnected position, FIG. 4 shows a modified version in the representation corresponding to FIG. 2,
5 shows a modified embodiment in a representation corresponding to FIG. 3, FIG. 6 shows a component used in the new switchgear in a front view, FIG. 7 is a section along the line VII-VII of FIG. 6, FIG. 8 is a section according to the line VIII-VIII of Fig. 7, Fig. 9 an individual representation of a Sam melschiene, which is built using compo elements of the type shown in Fig. 6 to 8, Fig:
10 shows a modified version of the component according to FIGS. 6 to 8, FIG. 11 shows a modified version of the component according to FIGS. 6 to B.
The switchgear according to FIGS. 1 to 3 comprises several fields, which can also be referred to as cells here, since the fields in the exemplary embodiment are divided from one another by partitions. The switchgear can in itself comprise any number of fields. In Fig. 1, the starting field with a, the next additional fields are designated with b and c; further additional fields are shown at <I> m </I> and <I> n </I>.
The fields a and 7a also represent the so-called annten end fields, since it is assumed that they close the entire system on the left and right with reference to FIG.
As already stated above, the busbars are arched from field to field. The switchgear according to Figure 1 is intended for a three-phase system RST. The characters R, S and T are used for the associated busbars. From the busbar R, the arcs Rz, Rh, R,., R ", and the half-arc R" are shown in FIG.
The full arcs each connect the in-phase branches of adjacent fields; for example, the arc & -connects the branches of phase R of the two fields a and b.
The same applies to the busbars of phases S and T. The individual bends of these busbars are accordingly designated with S ", S", etc. or with T ", Tb, etc., respectively. In the preferred embodiment, the branch connection point of the individual phase is combined with the connection point of the associated collection rail bend to form a unit which is referred to below as a connection unit.
The branch connection point is preferably designed as a Steek connection device, since a switch car can be used to accommodate the Sehalt- devices. The construction of the system is particularly simple if a component is used that consists of the connection / connection unit and two arch halves inserted into it.
The individual collecting rail bend is then made from two halves of the bend with four components of the type mentioned by connecting these halves of the bend to one another, preferably by butt welding their conductor ends and by subsequently encasing the joint with insulating material. A compo element of this type is shown in FIGS. 6-8.
The two halves of the bow 1 and 2 are, as can be seen from Fig. 7 and 8, inserted with the bare conductor ends in a metallic connection piece 3 and th with this by soldering, welding, inspection or the like mechanically and electrically connected. The connecting piece 3 carries one link, in the embodiment the pin 4, a Sfeek- vorriehtung and is with the associated ends of the arch halves 1 and 2 of.
a Tsolierstoffhülle or, in another name, surrounded by an insulating block 5, z. B. encapsulated. It is still necessary to make up for the fact that the bow halves 1 and 2 in the preferred embodiment and in accordance with the illustration consist of a conductor 1a or 2cc and the insulating material covering 1b or 2b on it.
The pin 4, which is electrically and mechanically connected to the connecting piece 3 and forms with this, for example, a cohesive cast piece made of brass or the like, is surrounded by a hollow cylinder 5a that belongs to the insulating material block 5 and corresponding to the distance from the blind face Pin 4 protrudes. At the front edge is.
The 1-foal cylinder 5a is equipped with a metal ring 6, which can be cast into the hollow cylinder 5a, for example, and which is connected to earth when the plug-in element is pulled out, that is, when the switching car is moved out, by being in front of and at the same time ; .re ;; en the ring places a screen that is grounded on its part. The metal ring 6 can also be used for field control during operation bes.
It can be seen from FIGS. 7 and 8 that the insulation block 5 overlaps the insulation 11) and 2b of the two arch halves 1 and 2. When manufacturing is. make sure that between these insulation 1.b and 2b and the insulation block 5 a. An intimate connection is created and a so-called electrical joint, in which a breakdown could occur, is avoided.
According to FIG. 7 - seen from the pin 4 - the front side of the metallic connecting piece 3 is still covered with insulating material of the insulating material block 5; this overlap can also disappear.
It has already been mentioned that the pin 4 belonging to the steel device is firmly connected to the metallic connecting piece 3 in the related embodiment, in particular being cast in one piece with the connecting piece 3.
This has the advantage that the pin 4 is centered on the inner wall of the hollow cylinder 5a when the mandrel, which serves to cut out the opening of the hollow cylinder when the block of insulating material 5 is left, also holds the pin 4 during the Casting process is used. Instead of casting the insulating material block 5, it can also be produced in another process, in particular in a pressing process.
To form an arc of the individual busbar, two arc halves of two components of the type described are connected to one another, preferably in the manner shown in FIG. 9 apparent Art. According to this, the relevant conductor ends are mechanically and electrically connected to each other by butt welding. It is advisable to provide the conductors with inclined end faces in order to achieve a larger welding surface or soldering point, as can be seen from FIG. 6 and FIG.
In Fig. 9, the arc halves of one component are denoted by 1 and 2 and those of the two th component by 1 'and 2'. The full busbar arc according to Figure 9 is formed from the arc half 2 and the arc half 1 'by the respective Lei terenden at 7 butt welded to one another. After welding or soldering together, the joint is isolated by an insulating material covering 8, which overlaps the insulation of the arc halves 2 and 1 'to a corresponding length.
At this point, too, it must be ensured that electrical joints between the insulating material sheath 8 and the insulating material sheaths 2b and 7.b 'are avoided.
While the insulating block 5 is preferably cast in a mold, the insulating cover 8 is made to drive after the Streichver, for. B. so that first a layer of the insulating material with a brush, a spatula or by hand ehen and after a slight drying of this layer, the next layer is applied and so on until the insulating shell 8 has a sufficient thickness and a has sufficient insulating properties.
The insulating material envelope 8 can naturally also be poured by using a two-part mold with which the welding point or soldering point 7 is framed for casting. Instead of welding the conductor ends of the two half-bends 2 and 1 'together; any other suitable connection can also be selected, e.g. B. you can solder the conductor ends together or connect electrically and mechanically with a clamp connection.
In order to fasten the individual components or the collective bar, which is initially completed with the help of the components, within the switchgear, it is advisable to cast screw bolts 9 into the insulating material block 5 so that the connection and connection units can be attached to the rear wall or on with the aid of these screw bolts A frame of the switchgear can be attached by inserting the screw bolts 9 through corresponding holes in the rear wall or the frame.
and held by nuts.
Reference is now made again to FIG. The already mentioned busbar bends Ra, Rk, l1Sw., &, 8, u etc., Ta, TI, etc.
and the associated connection / connection units, which in FIG. 1 are designated with aR, <I> a s, </I> ar, furthermore - in the second field - with bR, bs, bz, etc. are preferably produced in the manner shown in FIGS. 6 to 9.
In the switchgear of Fig. 1, the various fields or cells are separated by inter mediate walls. In Figure 2, the inter mediate wall between the cells a and b he is visible; it is labeled 10. Through them, the busbar arcs R ", S" and T ;, passed, and that are - as can be seen from Fig. 2 - at the implementation point the busbar arcs next to one another out.
For the implementation point, the partition wall 10 is made of sheet steel, for example, a rectangular opening provided. This opening is covered by two plates 11 and 12, which just if made of sheet steel, but preferably from a not too brittle Mate rial such as hard tissue or the like are gebil det. The two plates 11 and 12 ver run like a comb at their joint, so that they - put together - leave three openings free, which correspond to the diameter and position of the three busbars passing through. The plates 11 and 12 are sufficiently well connected to the partition wall 10 so that they absorb the current forces that occur in short circuits from phase to phase of the busbar arcs.
It is also advisable to connect the busbars to each other at their crossing points (based on the view according to Fig. 1) with bandages or clamps. Wei terhin it is appropriate to make the so-called. Schleifen.- effect of the individual busbar harmless because the neighboring bows at the point of entry into the insulating block 5 (see. Fig. 9) dagen or clamps held together by the who, like which is indicated in Fig. 9 at 13 and 13 '.
FIG. 1 shows that in the starting field a the collecting rail sheets run only from field a to field b, so that in the starting field a components with a single sheet half are sufficient. In the last field n, if a later expansion of the switchgear is excluded, you could also use construction elements that only contain one busbar arch half. As a rule, however, you want to create the option of expanding the switchgear later. can be.
Then it is advisable, as shown in Fig.l, to use n. Components for the end field, each containing two busbar halves. The arc halves of the three components nR, n.s,% running to the right are then not used as long as the relevant field represents the end field and, for this reason, are enclosed at the end with an insulating block 14. In the same way, you can also start a. procedure; then the component according to FIGS. 6 to 9 would be sufficient in all fields.
However, modified components according to FIGS. 10 and 11 can also be provided, which differ from that according to. 6 to 8 differ only in that - seen from the front - the right and left arch halves are omitted and, if necessary, the remaining arch half or, allD, in other words, the remaining ladder stiiek 1 or 2 in the middle of the Insulating blockes v is moved.
In Fig.1 is. assumed that in the initial field a components according to%. 11 are used.
The balance elements according to pin # .10 and 11 can also be used for the branch cable entry runs. This is assumed in Fig.l to ä.
As far as the component according to Figure 6 to 9 is used to manufacture the busbars, is. it makes sense to designate the insulating block 5) with the part it encompasses as a connection unit. So far, however, from this component or from the modified versions. 1.0 and 11 for the branch cable entries Ge is made use, let the insulating block 5 with the part comprised by it referred to as from branch connection unit.
In FIG. 1 there is a corresponding branching connection unit a'R, <I> res </I> etc. under each connection-connection unit <I> all, </I> as etc.
The illustration according to FIG. 1 is based on the case that the individual branch output piece or, in other words, the individual branch-off connection unit has only a single conductor piece R'a, S'a, etc., since .ss So construction elements according to Fig.10 or 11 are used. The respective ladder pieces have the same length as the bow halves of the busbars.
So there is the advantage that for the branch cable entries. the same components can be used as for the busbars. If double cables are provided for the cable entry, which is usually the case with currents above 300 Amp., Even components according to FIGS. 6 to 8 are used, of which the two conductor pieces 1 and 2 are each connected to the associated double cable connected.
The conductor pieces R'a, S ', etc. are each connected via a connection point z @ R1a, vsra, etc. to the associated cable which arrives as a single-conductor cable for each phase or - as assumed in FIG. 1 - as a three-conductor cable arrives for each field and has a dividing piece 4i or bi is dissolved into individual conductors.
For the connection points i- "" etc. the same applies, which is above the connection point 7, 8 with reference to FIG. 9 leads out.
The use of the components according to FIGS. 6 to 8 or according to FIGS. 10 to 1.1 for the branch output offers the possibility of largely finishing the cells in the factory, provided the switchgear is executed in the closed construction .
This also applies to the installation of the current transformer, even if it is designed as a plug-in current transformer, as is assumed in Figure 1 to 3; because here the individual plug-in current transformer sits on the conductor piece R '"or S'", etc., which belongs to the component according to FIGS. 6 to 8 or 10 to 11, which can already be installed in the factory. Be attached to these ladder pieces. then at the place of installation only the cables are connected in the way that is already indicated.
The use of Aufsteek current transformers offers a particular advantage for the system provided here with full insulation of the Iloch voltage conductor, as the Aufsteek current transformer itself is a fully insulated unit and thus contributes to achieving full insulation of the entire system. The individual current converters are identified in Fig. 1 with l1Ra, As ", <B> USW- </B> be.
In a manner known per se, a switching truck, that is to say a movable unit, is provided for each field, which includes the power switch and, in the present case, also the voltage converter. In Fig. 2 and 3, the extendable unit of the starting field can be seen. It is designated with a2; the other mobile units (switching car) are designed in the same way. In FIGS. 2 and 3, one phase (phase R; <I> SR., </I> or VR ,,) of the power switch and the voltage converter of field a is visible.
Usually, for the units aR, as, a, .r, a'R <B> USW- </B> of each field diaphragms Ba, B'a, Bb "B'b lusW. (See also Fig. 1) provided which, when the switching truck extends, automatically place in front of the units aR, CL'R llsW.
Be the actuation of the aperture is coupled in a well-known manner with the movement of the switching car (see. Fig. 2 and 3).
If, according to FIGS. 4 and 5, a normal current transformer or current transformer set <B> All., </B> etc. is used instead of a plug-in current transformer and this current transformer is accordingly attached to the switch truck, the so-called instrument compartment, which is used to accommodate the associated measuring devices, relays etc. serves, housed on the switching truck, as shown at I 'a in FIGS. 4 and 5. In the embodiment according to FIGS. 1 to 3, however, the instrument compartment, which is designated there by Ia, is attached to the fixed part of the relevant field.
The reason for this is that the secondary current of the current transformers is not fed to the instruments via contacts (usually sliding contacts), if possible. If the current transformers are fixed in accordance with FIGS. 2 and 3, it is recommended that the instrument compartment I. be attached firmly so that such contacts in the secondary circuit of the current transformers are eliminated. If, however, according to FIGS. 4 and 5, the current transformers are arranged on the switch car, it is advantageous for the same reasons to also connect the instrument room to the switch car.
For the sake of clarity, the instrument space is only drawn in in FIG. 1 for the starting field a and omitted for the other fields.
Although the inven tion is shown in FIGS. 1 to 5 in application to encapsulated switchgear systems, it is not limited to this, it can also be used in the other types, e.g. B. in the so-called. Open design can be used.
The full isolation that can be achieved with the invention can be achieved regardless of the type of incoming cable. If necessary, the cable ends that emerge from the partition a1, bi, etc., can be provided with additional insulation. If, for example, a paper lead cable is used, in which the ends exiting from the splitting piece a1 bi only have paper insulation, this insulation can be provided with additional insulation, e.g.
B. by painting, etc., as indicated above with respect to the connection point Ver 7, 8 in Fig.9. At the same time, the individual dividing piece a ″ b1 seals the cable end with respect to the cable mass, so that bleeding of the cable is prevented.
When full insulation of the system is mentioned above, this is primarily understood as the following: The busbars are fully insulated. As a result, a light arc can not arise between the phases of the busbars. The same applies to the branch outputs. These and the busbars represent the permanently installed high voltage conductors. The full insulation of this cheerful is supported in its effect if the insulation is provided with a metallic coating, which is in turn grounded. The parts can then be touched safely.
The 3-metal coating to be cleared can be formed, for example, by an aluminum paint or a metal tape wrapping.