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Gekapselte Hochspannungsschaltanlage Es sind bereits mehrere Bauformen von gekapsel- ten Hochspannungsschaltanlagen bekanntgeworden. In den meisten Fällen handelt es sich um Geräte- und Leitungskombinationen, bei denen die Geräte von Hochspannungsabzweigen, wie Leistungsschalter, Wandler oder Trennschalter, unter Verwendung von Verbindungsleitungen mit Hochspannungssammel- schienen verbunden sind. Die Anlagen können mit Einfach-, Zweifach- oder Vielfach-Sammelschienen ausgerüstet sein, je nach den gestellten Anforderungen.
Es sind auch bereits Trennschalterbauformen vorgeschlagen, bei denen die Bewegung des Trennmessers koaxial innerhalb von röhren- oder kanal- förmigen Kapselungen (Gehäusen) erfolgt. Das Trennmesser liegt hierbei in der Achse des röhrenförmigen Gehäuses und stellt sozusagen ein bewegliches Stück der in dem Rohr koaxial angeordneten Leitung dar.
Die Erfindung betrifft gleichfalls eine gekapselte Hochspannungsschaltanlage, die röhrenförmige, mit einem Metall- oder Isolierstoffmantel versehene Behälter bestimmter Länge aufweist, in denen Leitungen, Geräte oder Trennschalter koaxial untergebracht sind. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die röhrenförmigen Behälter der Sammelschienen und Behälter der zu einem Leistungsschalter führenden Abzweigleitungen in zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind, wobei sich zwischen den Behältern der Sammelschienen und den Abzweigleitungen gleichfalls in röhrenförmigen, ein- und ausbaubaren Behältern untergebrachte Trennschalter befinden.
Auf diese Weise ist es möglich, eine besonders einfache, aus baukastenartigen Teilen zusammensetzbare Schaltanlage mit einer nur sehr geringen Zahl von Verbindungsleitungen zu bauen. In der Zeichnung, Fig. 1 bis 5, sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist angenommen, dass rechts eine Abzweigleitung vorhanden ist, in der sich ein Leistungsschalter 1 befindet. In jedem Fall, d. h. sowohl bei der Abzweigleitung als auch bei dem Leistungsschalter, wird das Prinzip der Anpassung einzelner Phasen in röhrenförmige Gehäuse angewandt. An den Leistungsschalter 1 schliessen sich gleichfalls röhrenförmige Gehäuse 2 an, die den eigentlichen Stromleiter 3 enthalten und einen Mantel 4 aus Metall oder Isolierstoff besitzen. Der Stromleiter 3 ist innerhalb des Gehäuses 2 isoliert angebracht.
Hinsichtlich der Isolation bestehen verschiedene Möglichkeiten. In dem einen Fall sind die Leitungen und gegebenenfalls auch andere Geräte, wie Wandler und dergleichen, in ein festes Isoliermittel, z. B. Giessharz, vorzugsweise Äthoxylinharz, koaxial eingebettet. Es kann aber auch das Isolationsmittel innerhalb des Gehäuses aus einem unter Überdruck stehenden Isoliergas, z. B. Luft oder Stickstoff, bestehen. Ferner ist eine Isolation in der Weise möglich, dass eine Teilisolierung des Stromleiters 3 angewandt wird, wobei auf dem Stromleiter 3 eine feste Isolationsschicht aufgebracht ist, deren Isolationsfestigkeit grösser ist als Luft, aber niedriger als bei einem geerdeten Kabel.
Diese Isolationsschicht füllt nicht den ganzen Innenraum innerhalb des Mantels 4 aus, so dass zusätzlich ein Isoliergas verwendet werden kann, das unter Atmosphärendruck oder gegebenenfalls auch unter Überdruck steht. Schliesslich ist eine Form der Isolation möglich, bei der der Raum innerhalb des Mantels 4 mit öl oder flüssiger Isoliermasse ausgefüllt ist. Die angegebenen vier Methoden der Isolation zeigen bezüglich der
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technischen Ausführungsmöglichkeiten sehr verschiedene Eigenschaften. In bezug auf die vorliegende Hochspannungsanlage sind sie aber gleichwertig.
Von den angedeuteten Verbindungsleitungen 3 führen Abzweigstücke lotrecht nach oben, die Trennschalter 5 enthalten. Diese Trennschalter sind nach dem gleichen Bau- bzw. Isolationsprinzip aufgebaut. Die Gehäuse der Trennschalter münden in gleichartigen Gehäusen, die die Sammelschienen 6 nach Phasen getrennt enthalten. Gegebenenfalls können weitere Sammelschienensysteme 6', 6", 6"' vorhanden sein. Wesentlich ist, dass die röhrenförmigen Behälter 7, die die Trennschalter enthalten, senkrecht auf den Gehäusen 2 stehen. In entsprechender Weise stehen auch die Behälter 7 der Trennschalter senkrecht auf den Sammelschienen 6 bzw. den Sammelschienenbehältern 10.
Eine besonders raumsparende Gesamtanordnung entsteht, wenn die Ebene, die durch die Behälter 7 der Trennschalter und die Behälter der Verbindungsleitungen 2 gebildet wird, senkrecht steht zu der Ebene, die gebildet wird durch die Behälter 7 der Trennschalter einerseits und die Behälter 10 der Sammelschiene anderseits.
Die vier Sammelschienensysteme 6, 6', 6", 6"' liegen, ausgehend vom Leistungsschalter 1, hintereinander. Durch Fortlassen des Sammelschienensystems 6"' entsteht eine Drehstromanlage mit drei Sammelschienensystemen. Wird ausserdem das Sammelschienensystem 6" weggelassen, so entsteht eine Schaltanlage mit den beiden Sammelschienensyste- men 6 und 6'. Auf diese Weise kann der Aufbau und die Erweiterung von Schaltanlagen mit hintereinander liegenden Sammelschienensystemen aus einheitlichen Bausteinen erfolgen.
Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist angenommen, dass wiederum ein dreipoliger Leistungsschalter 21 vorhanden ist, dessen einzelne Pole nach Phasen getrennt in röhrenförmigen Behältern enthalten sind. Die Verbindungsleitung 22 besteht aus dem stromführenden Leiter 23 und dem geerdeten rohrförmigen Gehäuse 24. Hinsichtlich der Isolation gilt dasselbe, was schon bei Fig. 1 gesagt wurde. An die Verbindungsleitung 23 sind Trennschalter 25 angeschlossen, die die Verbindung mit Sammelschienen 26 herstellen. Auch hier ist angenommen, dass ein Drehstromsystem mit insgesamt vier Sammelschienen vorhanden ist.
Bemerkenswert an dieser Ausführung ist, dass die bisher erwähnten Teile an den rechts gezeichneten Leistungsschalter 21 angeschlossen sind, wobei die Verbindung mit den Sammelschienen von unten her erfolgt. Die Anlage kann erweitert werden, wenn links ein weiterer Leistungsschalter 21a vorgesehen wird, mit einer Verbindungsleitung 22a und Trennschaltern 25a. Diese Anordnung zeichnet sich durch eine besonders raumsparende Bauform aus.
Bei Fig. 3 ist angenommen, dass ein Leistungsschalter 31 in der schon mehrfach erwähnten Bauform vorhanden ist. Er kann über Verbindungsleitungen 32 und Trennschalter 35 mit mehreren Sammelschienensystemen 36, 36', 36" und 36"' in Ver- bindung gebracht werden. Die einzelnen Phasenleiter jedes Sammelschienensystems liegen jetzt aber im Gegensatz zu Fig. 1 lotrecht übereinander, und die Sammelschienensysteme selbst sind gleichfalls lotrecht übereinander in mehreren Stockwerken untergebracht. Auch die Verbindungsleitungen 32 sind in diesem Fall lotrecht geführt.
Von dieser lotrechten Anordnung wird auch bei Fig. 4 Gebrauch gemacht, wobei ein Leistungsschalter 41 den ankommenden Abzweig über die Verbindungsleitungen 42 und Trennschalter 45 mit den Sammelschienen 46 verbindet. Die gleiche Bauform kann in entsprechender Weise auch links angeordnet werden, wobei der ankommende Abzweig 41a in entsprechender Ausführung mit denselben Sammelschienen verbunden werden kann. Ausserdem ist es möglich, weitere Abzweige mit den gemeinsamen Sammelschienen zu verbinden, und zwar handelt es sich im rechten Teil der Fig. 4 um die Abzweige 41', 41", auf der linken Seite um die Abzweige 41n' und 41a". Es kann sich bei diesen Abzweigen um von den Sammelschienen abgehende Abzweige handeln.
Eine besonders raum- und geländesparende Ausführungsform zeigt Fig. 5. Hier handelt es sich um eine Anordnung mit gemischten Phasen. Es ist angenommen, dass ein von rechts kommender Abzweig über den Leistungsschalter 51 und die Verbindungsleitungen 52 mit insgesamt vier Sammelschienen- systemen in Verbindung gebracht werden soll. Die einzelnen Phasenleiter dieser vier Systeme sind jedoch verschachtelt angeordnet, d. h. unmittelbar nebeneinander liegen stets gleiche Phasenleiter R bzw. S bzw. T. Auf diese Weise sind, wie insbesondere der Grundriss der Fig. 5 zeigt, zusammengehörende Phasenleiter stets zu einer Gruppe vereinigt.
Das besondere Kennzeichen dieser Anordnung besteht darin, dass nur eine von rechts kommende oder nach rechts abgehende Hochspannungsleitung an alle Sammelschienen angeschlossen ist bzw. anschliessbar ist. Innerhalb der gleichen Felderteilung kann ohne weiteres über einen Leistungsschalter 51a eine nach links führende Abzweigleitung angeschlossen werden. Die Felderteilung wird dadurch und durch die gewählte röhrenförmige Bauform der Verbindungsleitungen und der Trennschalter ungewöhnlich klein.
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Encapsulated high-voltage switchgear Several types of encapsulated high-voltage switchgear have already become known. In most cases, it involves device and cable combinations in which the devices of high-voltage feeders, such as circuit breakers, converters or disconnectors, are connected to high-voltage busbars using connecting cables. The systems can be equipped with single, double or multiple busbars, depending on the requirements.
Disconnector designs have also already been proposed in which the movement of the disconnection knife takes place coaxially within tubular or channel-shaped enclosures (housings). The cutting knife lies in the axis of the tubular housing and represents, so to speak, a movable piece of the line coaxially arranged in the pipe.
The invention also relates to an encapsulated high-voltage switchgear, which has tubular containers of a certain length, provided with a metal or insulating material jacket, in which lines, devices or disconnectors are housed coaxially. The invention is characterized in that the tubular containers of the busbars and containers of the branch lines leading to a circuit breaker are arranged in mutually parallel planes, with disconnectors also being located between the containers of the busbars and the branch lines in tubular, built-in and removable containers.
In this way it is possible to build a particularly simple switchgear assembly that can be assembled from modular parts with only a very small number of connecting lines. In the drawing, FIGS. 1 to 5, some exemplary embodiments of the invention are shown schematically.
In the arrangement according to FIG. 1, it is assumed that a branch line is present on the right in which a circuit breaker 1 is located. In any case, i. H. Both the branch line and the circuit breaker use the principle of matching individual phases in tubular housings. The power switch 1 is also connected to tubular housings 2 which contain the actual conductor 3 and have a jacket 4 made of metal or insulating material. The current conductor 3 is insulated inside the housing 2.
There are various options with regard to isolation. In one case, the lines and possibly other devices, such as converters and the like, are in a solid insulating medium, e.g. B. casting resin, preferably ethoxylin resin, embedded coaxially. But it can also be the insulation within the housing from a pressurized insulating gas such. B. air or nitrogen exist. Furthermore, insulation is possible in such a way that partial insulation of the conductor 3 is used, with a solid insulation layer being applied to the conductor 3, the insulation strength of which is greater than air, but lower than in the case of a grounded cable.
This insulating layer does not fill the entire interior space within the jacket 4, so that an insulating gas can also be used which is under atmospheric pressure or possibly also under overpressure. Finally, a form of insulation is possible in which the space inside the jacket 4 is filled with oil or liquid insulating compound. The indicated four methods of isolation show regarding the
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technical execution possibilities very different properties. With regard to the present high-voltage installation, however, they are equivalent.
From the indicated connecting lines 3, branch pieces which contain isolating switches 5 lead vertically upwards. These disconnectors are constructed according to the same construction or insulation principle. The housings of the disconnectors open into housings of the same type which contain the busbars 6 separated by phases. If necessary, further busbar systems 6 ', 6 ", 6"' can be present. It is essential that the tubular containers 7 containing the disconnectors are perpendicular to the housings 2. In a corresponding manner, the containers 7 of the disconnectors are also perpendicular to the busbars 6 or the busbar containers 10.
A particularly space-saving overall arrangement is created when the plane formed by the container 7 of the disconnector and the container of the connecting lines 2 is perpendicular to the plane formed by the container 7 of the disconnector on the one hand and the container 10 of the busbar on the other.
The four busbar systems 6, 6 ', 6 ", 6"' are one behind the other, starting from the circuit breaker 1. By omitting the busbar system 6 "', a three-phase current system with three busbar systems is created. If the busbar system 6" is also omitted, a switchgear with the two busbar systems 6 and 6' is created. In this way, the construction and expansion of switchgear with one behind the other busbar systems can be made from standardized modules.
In the arrangement according to FIG. 2, it is assumed that there is again a three-pole circuit breaker 21, the individual poles of which are contained in tubular containers, separated according to phases. The connecting line 22 consists of the current-carrying conductor 23 and the grounded tubular housing 24. With regard to the insulation, the same applies as was already stated for FIG. Disconnectors 25, which establish the connection with busbars 26, are connected to the connecting line 23. Here, too, it is assumed that there is a three-phase system with a total of four busbars.
What is remarkable about this design is that the parts mentioned so far are connected to the circuit breaker 21 shown on the right, the connection to the busbars being made from below. The system can be expanded if a further circuit breaker 21a is provided on the left, with a connecting line 22a and disconnectors 25a. This arrangement is characterized by a particularly space-saving design.
In FIG. 3 it is assumed that a circuit breaker 31 is present in the design already mentioned several times. It can be brought into connection with several busbar systems 36, 36 ', 36 "and 36"' via connecting lines 32 and disconnectors 35. However, in contrast to FIG. 1, the individual phase conductors of each busbar system now lie vertically one above the other, and the busbar systems themselves are likewise accommodated vertically above one another in several floors. The connecting lines 32 are also guided vertically in this case.
This vertical arrangement is also used in FIG. 4, with a circuit breaker 41 connecting the incoming branch to the busbars 46 via the connecting lines 42 and disconnector 45. The same design can also be arranged on the left in a corresponding manner, with the incoming branch 41a being able to be connected to the same busbars in a corresponding embodiment. It is also possible to connect further branches to the common busbars, namely branches 41 ', 41 "in the right part of FIG. 4 and branches 41n' and 41a" on the left. These branches can be branches going out from the busbars.
An embodiment which saves space and land is shown in FIG. 5. This is an arrangement with mixed phases. It is assumed that a branch coming from the right is to be connected to a total of four busbar systems via the circuit breaker 51 and the connecting lines 52. However, the individual phase conductors of these four systems are nested, i.e. H. The same phase conductors R or S or T are always located directly next to one another. In this way, as in particular the floor plan of FIG.
The special feature of this arrangement is that only one high-voltage line coming from the right or going out to the right is or can be connected to all busbars. A branch line leading to the left can easily be connected within the same field division via a circuit breaker 51a. The field division is unusually small because of this and the tubular design of the connecting lines and the disconnector.