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Gekapselte elektrische Schaltanlage Die Erfindung bezieht sich auf eine gekapselte elektrische Schaltanlage für hohe Spannung mit mehreren Schaltfeldern, die je mindestens einen Schalter aufweisen, ferner mit einem diese Schaltfelder miteinander verbindenden Sammelschienensystem, wobei die Spannung führenden Teile in einem mit isolierendem Medium gefüllten, geerdeten Metallgehäuse angeordnet sind und zusammenarbeitende, feststehende und bewegliche Schaltkontakte aufweisende Schaltelemente der Schalter mit Verbindungskontakten versehen sind, die mit feststehenden, mit dem Sammel- schienensystem oder mit isoliert durch das Metallgehäuse hindurchgeführten,
zum Anschluss der Schaltanlage an Teile eines Netzes dienenden Gegenkontakten derart zusammenarbeiten, dass die Schaltelemente je als Ganzes gefahrlos aus dem Metallgehäuse entfernt und in dieses eingesetzt werden können, während die Gegenkontakte unter Spannung stehen.
Schaltanlagen und deren Schalter dieser Art sind bereits in vielen Ausführungen bekannt. Bei diesen bekannten Anlagen befinden sich die Schaltkontakte in von isolierten Wänden umgebenen Schaltkammern, die in mit einem Isoliermedium gefüllten, geerdeten Metallgehäusen angeordnet sind, wobei die festen Schaltkontakte über lösbare leitende Verbindungen mit durch die Wand dieser Gehäuse hindurchgeführten Verbindungsleitern zum Anschluss der Schienen des Sammelschienensystems bzw. anderer Teile der Schaltvorrichtung oder Kabeladern des Netzes verbunden sind. Die Sammelschienensysteme dieser Schaltvorrichtungen befinden sich in von Metallwänden umgebenen gesonderten Räumen.
Die Erfindung hat den Zweck, eine Schaltanlage zu schaffen, deren Bauart gegenüber derjenigen der bekannten Vorrichtungen stark vereinfacht ist und die weniger Raum in Anspruch nimmt. Sie besteht darin, dass das Sammelschienensystem innerhalb desselben Metallgehäuses wie die Schalter angeordnet ist. Diese Bauart hat den Vorteil, dass weniger teure Durchführungsisolatoren nötig sind, wodurch die Gefahr der Leckbildung bei Verwendung eines flüssigen Isolier- mediums verringert wird. Ein weiterer Vorteil ist der, dass die Schaltvorrichtung kompakter gebaut werden kann, und dass eine Einsparung von Material und Arbeitslöhnen erreicht wird.
Ausserdem kann die Montage vereinfacht werden, da diese Bauart es ermöglicht, grosse Teile der Schaltvorrichtung ganz fertig herzustellen und zusammenzubauen, bevor sie in den Metallbehälter eingesetzt werden.
Innerhalb der festen Metallumhüllung der Schalter können feste Rohre aus Isoliermaterial angeordnet sein, welche die Schaltelemente umgeben und auf der innern Seite die Gegenkontakte und auf der äusseren Seite die Schienen des Sammelschienensystemes tragen. Diese Rohre haben ein doppelte Funktion; sie wirken nämlich sowohl wie isolierende Schirme als auch wie Stützisolatoren für das Sammelschienensystem und die Gegenkontakte. Sie können sich über die ganze Höhe des Metallbehälters erstrecken, wobei ihr Innenraum vom umgebenden Isoliermedium getrennt sein kann. Die Rohre können aber auch innerhalb des Metallbehälters enden, so dass das Isolier- medium in sie eindringen kann.
Für den Anschluss des Netzes oder anderer Apparate der Schaltvorrichtung sind bekannterweise durch die Metallumhüllung hindurchgeführte Verbindungsleiter notwendig. Diese Verbindungsleiter müssen in Durchführungsisolatoren von bestimmter Länge angeordnet sein. Die Form und die Abmessungen der Metallumhüllung hängen daher auch von den Verbindungsleitern ab. Der durch die Durchführungsisolatoren verursachte Raumverlust kann nun herabgesetzt werden, wenn die Verbindungsleiter und das Sammelschienensystem sich auf derselben Seite der
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Schaltelemente befinden.
In diesem Falle kann man mit Vorteil der festen Metallumhüllung die Form eines einzelnen länglichen rechteckigen Troges mit ebenen senkrechten Wänden geben, durch dessen eine lange Wand die Verbindungsleiter hindurchgeführt sind, in welchem Trog die an Deckelplatten hängenden Schaltelemente angeordnet sind, auf welchen Deckelplatten die Antriebe der beweglichen Schaltkontakte angebracht sein können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht die Zeichnung. Darin zeigen: Fig. 1 einen senkrechten Schnitt einer gekapselten Schaltanlage, Fig. 2 einen waagrechten Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 teilweise einen senkrechten Schnitt und teilweise eine Ansicht einer Schaltvorrichtung nach Fig. 1 und 2, die durch ein Gehäuse mit Schmelzsicherungen ergänzt ist.
In Fig. 1 und 2 ist 1 ein längliches, rechteckiges, zu erdendes Metallgehäuse. In diesem Trog 1 sind nebeneinander zwei oder mehrere dreiphasige Schalter in je einem Schaltfeld angeordnet, die für jede Phase ein Schaltelement besitzen, das an einer Platte 2 hängt, auf der die Antriebe 3 der beweglichen Schaltkontakte der Schalter angeordnet sind. Jedes Schaltelement besteht aus einem beweglichen Schaltstift 4, einem dauernd damit durch Kontaktberührung verbundenen feststehenden Schaltkontakt 5 und einem mit dem Schaltstift 4 zusammenarbeitenden, feststehenden Schaltkontakt 6.
Die Schaltkontakte 5 und 6 werden durch ein Rohr 7 aus Isoliermaterial im Abstand voneinander gehalten und sie sind durch ein isolierendes Rohr 8 an der Platte 2 befestigt. Der feste Schaltkontakt 5 formt ein Ganzes mit einem metallenen Kontaktring 9, an dem nach aussen ragende, gegebenenfalls federnde Verbindungskontakte 10 angeordnet sind. Diese Verbindungskontakte wirken mit einem ringförmigen Gegenkontakt 11 zusammen, der an einem Verbindungsleiter 12 angeschlossen ist, der mittels eines Durchführungsisolators 13 isoliert durch eine senkrechte Wand des geerdeten Gehäuses 1 hindurchgeführt ist.
Unmittelbar mit dem festen Schaltkontakt 6 ist ein büchsenförmiger Verbindungskontakt 14 verbunden, der auf einen stiftförmigen Gegenkontakt 15 geschoben ist. Die Gegenkontakte 11 und 15 werden von einem Rohr 16 aus Isoliermaterial getragen, das auf dem Boden des Gehäuses 1 sitzt und das Schaltelement umgibt. Der Gegenkontakt 15 stützt sich auf einen durch ein Loch des Rohres 16 hindurchgeführten Block 17, der ausserhalb des Rohres 16 eine Schiene 18 des dreiphasigen Sammel- schienensystems 18, 19, 20 trägt.
Das Sammelschienensystem 18, 19 , 20 befindet sich daher innerhalb des Gehäuses 1, in dem auch die Schalter untergebracht sind. An den Verbindungsleitern 12 können die Adern der abgehenden Kabel befestigt werden. Auch können diese Leiter nach anderen Gehäusen der Schaltanlage führen. Das Rohr 16 kann sich bis zur Deckelplatte 21 des Gehäuses 1 erstrecken, so dass der Raum innerhalb dieses Rohres vom gegebenenfalls mit flüssigem Isoliermedium gefüllten Aussenraum abgeschlossen ist. In vielen Fällen ist dies aber nicht notwendig.
Die Schaltelemente 4 bis 6, 8, 10, 14 und deren Gegenkontakte 11, 15 sind derart angeordnet, dass die Schaltelemente je als Ganzes gefahrlos aus dem Gehäuse 1 entfernt und wieder in dieses eingesetzt werden können, auch wenn die Gegenkontakte unter Spannung stehen.
Bei der Schaltvorrichtung nach Fig. 3 sind die mit dem Sammelschienensystem in einem gemeinsamen Gehäuse angeordneten Schalter nach Fig. 1 mit in einem zweiten Metallgehäuse 22 angeordneten Schmelzsicherungen 23 verbunden. Diese Schmelzsicherungen befinden sich je lösbar in einem Isolierrohr 24, das sich über die ganze Höhe des Anbaugehäuses 22 erstreckt. Die elektrische Verbindung erfolgt durch zusammenarbeitende Kontaktringe 25, 26 und 27, 28. Der Kontaktring 27 ist durch einen Verbindungsleiter 29 mit dem Leiter eines Durchführungsisolators 30 verbunden, der ausserhalb des Behälters 22 in einen Endverschluss 31 für ein Kabel 32 endet.
Der Behälter 22 kann mit Isolierflüssigkeit gefüllt sein, während die Schmelzsicherung 23 sich innerhalb des Rohres 24 in einem nur mit Luft gefüllten Raum befindet. Mit Hilfe eines Handgriffes 33 kann die Schmelzsicherung 23 aus dem Behälter 22 entfernt oder in diesen Behälter eingesetzt werden.
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Encapsulated electrical switchgear The invention relates to an encapsulated electrical switchgear for high voltage with several switch panels, each having at least one switch, furthermore with a busbar system connecting these switch panels with each other, the voltage-carrying parts being arranged in a grounded metal housing filled with an insulating medium are and cooperating, fixed and movable switching contacts having switching elements of the switches are provided with connecting contacts, which with fixed, with the busbar system or with isolated through the metal housing,
to connect the switchgear to parts of a network serving counter-contacts work together in such a way that the switching elements can each be safely removed as a whole from the metal housing and inserted into it while the counter-contacts are live.
Switchgear systems and their switches of this type are already known in many designs. In these known systems, the switching contacts are located in switching chambers surrounded by insulated walls, which are arranged in grounded metal housings filled with an insulating medium, the fixed switching contacts via detachable conductive connections with connecting conductors passed through the wall of these housings for connecting the rails of the busbar system or other parts of the switching device or cable cores of the network are connected. The busbar systems of these switching devices are located in separate rooms surrounded by metal walls.
The invention has the purpose of creating a switchgear, the construction of which is greatly simplified compared to that of the known devices and which takes up less space. It consists in that the busbar system is arranged within the same metal housing as the switches. This type of construction has the advantage that less expensive bushing insulators are required, which reduces the risk of leaks when using a liquid insulating medium. Another advantage is that the switching device can be made more compact and that a saving in material and labor wages is achieved.
In addition, the assembly can be simplified, since this type of construction enables large parts of the switching device to be completely finished and assembled before they are inserted into the metal container.
Fixed tubes made of insulating material can be arranged within the fixed metal casing of the switches, which surround the switching elements and carry the mating contacts on the inside and the rails of the busbar system on the outside. These pipes have a dual function; namely, they act both as insulating shields and as post insulators for the busbar system and the mating contacts. They can extend over the entire height of the metal container, and their interior space can be separated from the surrounding insulating medium. The tubes can, however, also end inside the metal container, so that the insulating medium can penetrate into them.
For the connection of the network or other apparatus of the switching device, it is known that connecting conductors passed through the metal sheath are necessary. These connecting conductors must be arranged in bushing insulators of a certain length. The shape and dimensions of the metal sheath therefore also depend on the connecting conductors. The loss of space caused by the bushing insulators can now be reduced if the connecting conductors and the busbar system are on the same side of the
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Switching elements are located.
In this case you can give the form of a single elongated rectangular trough with flat vertical walls with advantage of the solid metal casing, through one long wall of which the connecting conductors are passed, in which trough the switching elements hanging on the cover plates are arranged, on which cover plates the drives of the movable switching contacts can be attached.
The drawing illustrates exemplary embodiments of the invention. 1 shows a vertical section through an encapsulated switchgear assembly, FIG. 2 shows a horizontal section along the line II-II in FIG. 1 and FIG. 3 shows partially a vertical section and partially a view of a switching device according to FIGS. 1 and 2, which is supplemented by a housing with fuses.
In Figures 1 and 2, 1 is an elongated, rectangular, metal case to be grounded. In this trough 1, two or more three-phase switches are arranged next to one another in a switch field each, which have a switching element for each phase that hangs on a plate 2 on which the drives 3 of the movable switching contacts of the switches are arranged. Each switching element consists of a movable switching pin 4, a fixed switching contact 5 that is permanently connected to it by contact, and a fixed switching contact 6 that works together with the switching pin 4.
The switching contacts 5 and 6 are held at a distance from one another by a tube 7 made of insulating material and they are fastened to the plate 2 by an insulating tube 8. The fixed switching contact 5 forms a whole with a metal contact ring 9 on which outwardly projecting, possibly resilient connection contacts 10 are arranged. These connection contacts cooperate with an annular mating contact 11, which is connected to a connection conductor 12, which is guided through a vertical wall of the earthed housing 1, insulated by means of a bushing insulator 13.
A sleeve-shaped connecting contact 14, which is pushed onto a pin-shaped mating contact 15, is connected directly to the fixed switching contact 6. The mating contacts 11 and 15 are carried by a tube 16 made of insulating material, which sits on the bottom of the housing 1 and surrounds the switching element. The mating contact 15 is supported on a block 17 which is passed through a hole in the tube 16 and carries a rail 18 of the three-phase busbar system 18, 19, 20 outside the tube 16.
The busbar system 18, 19, 20 is therefore located inside the housing 1, in which the switches are also accommodated. The wires of the outgoing cables can be attached to the connecting conductors 12. These conductors can also lead to other switchgear housings. The tube 16 can extend as far as the cover plate 21 of the housing 1, so that the space inside this tube is closed off from the outer space, which may be filled with liquid insulating medium. In many cases this is not necessary.
The switching elements 4 to 6, 8, 10, 14 and their mating contacts 11, 15 are arranged such that the switching elements can each be safely removed as a whole from the housing 1 and reinserted into it, even when the mating contacts are under voltage.
In the switching device according to FIG. 3, the switches according to FIG. 1 arranged in a common housing with the busbar system are connected to fuses 23 arranged in a second metal housing 22. These fuses are each detachably located in an insulating tube 24 which extends over the entire height of the add-on housing 22. The electrical connection is made by cooperating contact rings 25, 26 and 27, 28. The contact ring 27 is connected by a connecting conductor 29 to the conductor of a bushing insulator 30, which ends outside the container 22 in an end closure 31 for a cable 32.
The container 22 can be filled with insulating liquid, while the fuse 23 is located inside the tube 24 in a space filled only with air. With the aid of a handle 33, the fuse 23 can be removed from the container 22 or inserted into this container.