CH665311A5 - ENCLOSED CONTROL CELL WITH FUSE. - Google Patents
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- H02B11/26—Arrangements of fuses, resistors, voltage arresters or the like
Description
BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf eine gekapselte Schaltzelle, insbesondere in Schotträume unterteilte geschottete Hochspannungs-Schaltzelle, mit mindestens einem Spannungswandler und einer diesem vorgeschalteten rohrförmigen Sicherung, wobei die rohrförmige Sicherung von einem Isolierstoffgehäuse mit Steckanschlüssen umgeben ist. DESCRIPTION The invention relates to an encapsulated switchgear cell, in particular a bulkheaded high-voltage switchgear cell subdivided into bulkheads, with at least one voltage converter and a tubular fuse connected upstream thereof, the tubular fuse being surrounded by an insulating housing with plug connections.
Gekapselte Hochspannungs-Schaltzellen weisen eine äussere geerdete Umhüllung aus Metallblech auf. Bei gekapselten Hochspannungs-Schaltzellen die in einzelne Schotträume, beispielsweise Sammelschienenraum, Leistungsschalterraum und Kabelanschlussraum, unterteilt sind, spricht man von geschotteten Schaltzellen. Encapsulated high-voltage switchgear cells have an outer, grounded casing made of sheet metal. In the case of encapsulated high-voltage switchgear cells which are subdivided into individual bulkhead compartments, for example busbar compartments, circuit breaker compartments and cable connection compartments, one speaks of partitioned switchgear cubicles.
Bei bekannten Ausführungen von gekapselten Hochspannungs-Schaltanlagen benötigt man zur Verbindung zweier Sam-melschienensysteme drei Schaltzellen, eine Leistungsschalterzelle und zwei Messzellen mit Sicherungen, Messwandlern und eventuell Trennschaltern. In known versions of encapsulated high-voltage switchgear, three switch cells, one circuit breaker cell and two measuring cells with fuses, measuring transformers and possibly disconnectors are required to connect two busbar systems.
Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit ist man bei geschotteten Hochspannungs-Schaltanlagen bestrebt, platzsparende Anordnungen zu erhalten und die einzelnen Schotträume zu vereinheitlichen, um aus möglichst gleichen Komponenten eine Vielzahl von Schaltzellenvarianten herstellen zu können. For reasons of economy, bulkheaded high-voltage switchgear is endeavored to obtain space-saving arrangements and to standardize the individual bulkheads in order to be able to produce a large number of switchgear cell variants from the same components as possible.
Aus den DE-OS 1 438 998, 2 849 699 und 3 004 856 sind platzsparende Ausführungen von Hochspannungs-Schaltanlagen bekannt, bei welchen rohrförmige Sicherungen von einem Isolierstoffgehäuse mit Steckanschlüssen umgeben sind. Zum Austausch der Sicherung ist bei diesen Ausführungen jedoch ein relativ grosser Aufwand erforderlich. From DE-OS 1 438 998, 2 849 699 and 3 004 856 space-saving designs of high-voltage switchgear are known, in which tubular fuses are surrounded by an insulating housing with plug connections. To replace the fuse, however, a relatively large effort is required in these versions.
Durch die in der Folge aufgezeigte erfindungsgemässe Ausführung wird eine gekapselte Schaltzelle der eingangs genannten Art bezweckt, die einerseits platzsparend und wirtschaftlich ist, sowie anderseits einen leichten Austausch der Sicherung ermöglicht und einen hohen Schutz gegen Berührung oder Annäherung an unter Spannung stehende Teile aufweist. Due to the inventive design shown below, an encapsulated switching cell of the type mentioned is intended, which is space-saving and economical on the one hand, and on the other hand allows easy replacement of the fuse and has a high protection against contact or approach to live parts.
Dies wird dadurch erreicht, dass das Isolierstoffgehäuse auf einer verschiebbaren Tragschiene befestigt ist, die auf einer Befestigungsplatte angeordnet ist, wobei der eine der mit den Aufnahmekontakten der Sicherung elektrisch verbundenen Steckanschlüsse mit dem Primäranschluss des Spannungswandlers und der andere mit einem Durchführungskontakt oder durch eine Schottwandöffnung mit einem dahinter angeordneten Anlagenkontakt in und ausser Eingriff bringbar ist. This is achieved in that the insulating material housing is fastened on a sliding mounting rail which is arranged on a fastening plate, one of the plug-in connections electrically connected to the receiving contacts of the fuse being connected to the primary connection of the voltage converter and the other having a feed-through contact or through a bulkhead opening a system contact arranged behind it can be brought into and out of engagement.
Die Sicherung ist damit leicht austauschbar, nachdem das Isolierstoffgehäuse ausser Eingriff mit dem Durchführungskontakt oder Anlagenkontakt gebracht wurde. Ausserdem ergibt sich eine platzsparende und wirtschaftliche Anordnung, die in gekapselten Hochspannungs-Schaltanlagen leicht untergebracht werden kann, aber auch in einem Schottraum angeordnet an eine vereinheitlichte Schaltzelle mit Leistungsschalter anbaubar ist. Bei einer Schaltanlage mit Schaltzellen zur Verbindung zweier Sammelschienensysteme kann dadurch eine Messzelle eingespart werden. Durch die Verschiebbarkeit des Isolierstoffgehäuses ist ausserdem eine trennschalterlose Bauweise möglich. The fuse can thus be easily replaced after the insulating housing has been disengaged from the feed-through contact or system contact. In addition, there is a space-saving and economical arrangement, which can be easily accommodated in encapsulated high-voltage switchgear, but can also be arranged in a compartment on a standardized switchgear cell with a circuit breaker. In the case of a switchgear with switchgear cells for connecting two busbar systems, one measurement cell can be saved. Due to the displaceability of the insulating material housing, a disconnector-free design is also possible.
Der Austausch der Sicherung kann weiter vereinfacht werden, wenn die Befestigungsplatte nach aussen schwenkbar ist. The replacement of the fuse can be further simplified if the fastening plate can be pivoted outwards.
Ein erhöhter Schutz gegen Berührung oder Annäherung an unter Spannung stehende Teile kann mit einer bevorzugten Ausführung erreicht werden, bei welcher der Durchführungskontakt im Inneren eines topfförmigen, in einer Schottwand befestigten Isolators angeordnet ist, dessen zum Isolierstoffgehäuse hin gerichtete Öffnung durch eine Abdeckplatte verschliessbar ist. An increased protection against contact or approach to live parts can be achieved with a preferred embodiment in which the feedthrough contact is arranged inside a pot-shaped insulator fastened in a partition wall, the opening of which is directed towards the insulating material housing and can be closed by a cover plate.
Den gleichen Vorteil weist eine Ausführung ohne topfförmigen Isolator auf, bei der die Schottwandöffnung durch eine Abdeckplatte verschliessbar ist. The same advantage has a design without a pot-shaped insulator, in which the bulkhead opening can be closed by a cover plate.
Das Isolierstoffgehäuse kann über einen Stützisolator auf der verschiebbaren Tragschiene befestigt sein. Als Stützisolator ist dabei ein vereinheitlichter Stützisolator anwendbar. The insulating material housing can be fastened to the sliding mounting rail via a support insulator. A standardized post insulator can be used as the post insulator.
Eine einfachere Montage der Anordnung ist jedoch erzielbar, wenn das Isolierstoffgehäuse mit dem Stützisolator aus einem Stück ausgebildet ist. A simpler assembly of the arrangement can, however, be achieved if the insulating material housing is made in one piece with the support insulator.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die verschiebbare Tragschiene durch einen elektromotorischen Antrieb und In a preferred embodiment, the displaceable mounting rail is by an electromotive drive and
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bzw. oder Hand-Kurbel-Antrieb, insbesondere Spindelantrieb, betätigbar und in ihren Endstellungen arretierbar. or or hand crank drive, in particular spindle drive, can be actuated and locked in its end positions.
Die Abdeckplatte ist bevorzugterweise durch ein Hebel-Ku-lissen-System betätigbar, das an den elektromotorischen Antrieb und bzw. oder Hand-Kurbel-Antrieb gekoppelt ist. The cover plate can preferably be actuated by a lever-cooling system which is coupled to the electric motor drive and / or hand-crank drive.
Damit wird erreicht, dass die Abdeckplatten die Öffnung des topfförmigen Isolators oder die Schottwandöffnung automatisch verschliessen, wenn die Steckanschlüsse des Isoliergehäuses ausser Eingriff mit dem Durchführungskontakt oder Anlagenkontakt gebracht werden. This ensures that the cover plates automatically close the opening of the pot-shaped insulator or the bulkhead opening when the plug connections of the insulating housing are disengaged from the bushing contact or system contact.
Ein optimaler Schutz gegen Berührung an unter Spannung stehende Teile wird erzielt, wenn sich die Befestigungsplatte erst dann nach aussen schwenken lässt, nachdem die Abdeckplatte die Öffnung des topfförmigen Isolators oder die Schottwandöffnung verschlossen hält. Optimum protection against contact with live parts is achieved if the mounting plate can only be swung outwards after the cover plate has closed the opening of the cup-shaped insulator or the bulkhead opening.
Damit ein einfaches Wechseln der Sicherung möglich ist, weist das Isolierstoffgehäuse an seinem einen Steckanschlussende einen leicht entfernbaren Verschlussdeckel mit einer Durchtrittsöffnung für den Anzeigestift der Sicherung auf. So that the fuse can be changed easily, the insulating housing has at its one plug connection end an easily removable sealing cover with a passage opening for the indicator pin of the fuse.
Im folgenden werden anhand der beiliegenden Zeichnung Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigen: Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawing. Show it:
Fig. 1 den Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel als Anbau an eine dreipolige geschottete Hochspannungs-Schaltzelle mit Leistungsschalter und Fig. 1 shows the section through a first embodiment as an extension to a three-pole bulkhead high-voltage switching cell with circuit breaker and
Fig. 2 den Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel in einem Leistungsschalter-Schottraum. Fig. 2 shows the section through a second embodiment in a circuit breaker compartment.
In Fig. 1 ist der schematische Schnitt durch einen an eine dreipolige geschottete Hochspannungs-Schaltanlage 1 angebauten Schottraum 2 dargestellt. Im Schottraum 2 sind auf einer verschiebbaren Tragschiene 4 drei Sicherungen im gleichen Abstand nebeneinander auf Stützisolatoren 5 montiert, von denen die Sicherung 3 im Schnitt sichtbar ist. Gegenüber der verschiebbaren Tragschiene 4 sind auf der Kapselung aus Metallblech drei Spannungswandler befestigt, von denen der Spannungswandler 6 gezeichnet ist. 1 shows the schematic section through a compartment 2 attached to a three-pole partitioned high-voltage switchgear 1. In the compartment 2, three fuses are mounted next to one another on supporting insulators 5 on a sliding mounting rail 4, of which the fuse 3 is visible in section. Opposite the displaceable mounting rail 4, three voltage transformers are fastened to the encapsulation made of sheet metal, of which the voltage transformer 6 is drawn.
Die Sicherung 3 ist in einem Isolierstoffgehäuse 7 untergebracht, das an seinen beiden Enden mit den Aufnahmekontakten 8 der Sicherung 3 elektrisch verbundene Steckanschlüsse 9, 10 aufweist, von welchen der eine mit dem Primäranschluss 11 des Spannungswandlers 6 und der andere mit dem Durchführungskontakt 12 in und ausser Eingriff bringbar ist. Der Durchführungskontakt 12 befindet sich im inneren eines topfförmigen, in einer Schottwand 15 befestigten Isolators 13, dessen dem Isolierstoffgehäuse 7 zugewandte Öffnung 14 durch eine Abdeckplatte 16 verschliessbar ist. Im Inneren der geschotteten Hochspannungs-Schaltanlage 1 ist der Durchführungskontakt 12, beispielsweise in einem Sammelschienen-Schottraum, mit der Sammelschiene elektrisch verbunden. The fuse 3 is housed in an insulating housing 7, which at its two ends with the receptacle contacts 8 of the fuse 3 has plug connections 9, 10, one of which is connected to the primary connection 11 of the voltage converter 6 and the other to the feedthrough contact 12 in and can be disengaged. The feedthrough contact 12 is located inside a pot-shaped insulator 13 fastened in a bulkhead 15, the opening 14 facing the insulating material housing 7 can be closed by a cover plate 16. Inside the bulkhead high-voltage switchgear 1, the feedthrough contact 12 is electrically connected to the busbar, for example in a busbar compartment.
Der Stützisolator 5 ist an das Isolierstoffgehäuse 7 angegossen. Durch einen elektromotorischen Antrieb 18, der als Spindelantrieb 19 ausgebildet ist, kann die verschiebbare Tragschiene 4 mit den die Sicherung 3 enthaltenden Isolierstoffgehäusen 7 vertikal nach oben und nach unten zurück in die gezeichnete Stellung bewegt werden. In dieser Betriebs-Stellung befinden sich die Steckanschlüsse 9, 10 in Eingriff mit den Primäranschlüssen 11 der Spannungswandler 6 und den Durchführungskontakten 12 und sind mit diesen elektrisch verbunden. Sicherungen werden bekanntlich als Kurzschluss- und Überlastschutz eingesetzt, die im Fehlerfall das Hochspannungsgerät, z.B. den Spannungswandler 6, abschalten sollen. The support insulator 5 is molded onto the insulating material housing 7. By means of an electromotive drive 18, which is designed as a spindle drive 19, the displaceable mounting rail 4 with the insulating material housings 7 containing the fuse 3 can be moved vertically upwards and downwards back into the position shown. In this operating position, the plug connections 9, 10 are in engagement with the primary connections 11 of the voltage converters 6 and the bushing contacts 12 and are electrically connected to them. Fuses are known to be used as short-circuit and overload protection, which in the event of a fault the high-voltage device, e.g. switch off the voltage converter 6.
Hat eine rohrförmige Sicherung angesprochen, muss sie ausgetauscht und der Fehler im Hochspannungsgerät behoben werden. If a tubular fuse has blown, it must be replaced and the fault in the high-voltage device must be rectified.
In diesem Fall wird die verschiebbare Tragschiene 4 durch den Spindelantrieb 19 nach oben in die strichliert gezeichnete Stellung bewegt und in dieser Stellung arretiert. Gleichzeitig wird durch ein an den Spindelantrieb 19 gekoppeltes Hebel-Kulissen-System 21, 22 die Abdeckplatte 16 horizontal über die Öffnungen 14 der topfförmigen Isolatoren 13 geschoben. In this case, the displaceable mounting rail 4 is moved upward by the spindle drive 19 into the position shown in broken lines and locked in this position. At the same time, the cover plate 16 is pushed horizontally over the openings 14 of the cup-shaped insulators 13 by a lever-link system 21, 22 coupled to the spindle drive 19.
Die Abdeckplatte 16 deckt dadurch in ihrer strichliert gezeichneten Stellung die unter Spannung stehenden Durchführungskontakte 12 berührungssicher ab. The cover plate 16 thereby covers the live feedthrough contacts 12 in a contact-proof manner in their position shown in broken lines.
Eine exakte Führung und leichte Gängigkeit der verschiebbaren Tragschiene 4 und Abdeckpiatte 16 kann durch seitliche Führungen mit Rollen erreicht werden. Exact guidance and easy movement of the sliding mounting rail 4 and cover plate 16 can be achieved by lateral guides with rollers.
Nachdem sich die Steckanschlüsse 9 ausser Eingriff mit den Durchführungskontakten 12 und die Öffnungen 14 berührungssicher verschlossen sind, kann die als Paneel ausgebildete Befestigungsplatte 17 nach aussen in die strichpunktiert angedeutete Stellung geschwenkt werden. Eine elektrische oder mechanische Verriegelung verhindert, dass die Befestigungsplatte 14 bei Betriebsstellung der Sicherungen 3 nach aussen geschwenkt werden kann. Durch die Masse des Isolierstoffgehäuses 7 schwenkt die entriegelte Befestigungsplatte 17 von selbst nach aussen. After the plug-in connections 9 have been closed so that they are out of engagement with the feed-through contacts 12 and the openings 14 in a contact-safe manner, the fastening plate 17 designed as a panel can be pivoted outwards into the position indicated by dash-dotted lines. An electrical or mechanical lock prevents the mounting plate 14 from being pivoted outwards when the fuses 3 are in the operating position. Due to the mass of the insulating material housing 7, the unlocked mounting plate 17 swings outwards by itself.
Nach der Schwenkbewegung ist der Schottraum 2 gefahrlos zugänglich und die Sicherungen 3 können bequem ausgetauscht werden, nachdem der Verschlussdeckel 23 des Isolierstoffgehäuses 7 der angesprochenen Sicherung 3 entfernt wurde. After the pivoting movement, the compartment 2 is accessible without risk and the fuses 3 can be easily replaced after the cover 23 of the insulating housing 7 of the fuse 3 in question has been removed.
Durch die Durchtrittsöffnungen 24 sind die Anzeigestifte 25 der Sicherungen 3 sichtbar, so dass die angesprochene Sicherung 3 leicht erkennbar ist. The indicator pins 25 of the fuses 3 are visible through the passage openings 24, so that the fuse 3 addressed can be easily recognized.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsvariante bei der die gleiche Anordnung der Sicherungen und Spannungswandler zueinander in einem Leistungsschalter-Schottraum einer dreipoligen geschotteten Hochspannungs-Schaltzelle untergebracht ist. Sich entsprechende Teile sind mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet. FIG. 2 shows an embodiment variant in which the same arrangement of the fuses and voltage converters with respect to one another is accommodated in a circuit breaker compartment of a three-pole, sealed, high-voltage switchgear cell. Corresponding parts are designated with the same reference numerals as in Fig. 1.
In der Fig. 2 ist der schematische Schnitt durch eine dreipolige geschottete Hochspannungs-Schaltzelle mit einem durch eine Türe 35 zugänglichen Leistungsschalter-Schottraum 30, einem Sammelschienen-Schottraum 31 und einem weiteren Schottraum 33 dargestellt. Im Leistungsschalter-Schottraum 30 befindet sich bei vereinheitlichter Schaltzellenausführung ein fahrbarer Trennwagen-Leistungsschalter der im eingefahrenen Zustand mit seinen Kontaktarmen durch Schottwandöffnungen 34 in dahinter auf Stützisolatoren montierte Anschlusskontakte 32 eingreift. Anstatt des Leistungsschalters sind bei der in Fig.2 gezeichneten Ausführung die Sicherungen und Spannungswandler 6 angeordnet, wodurch die Schaltzelle als Messzelle, beispielsweise neben einer Schaltzelle für die Verbindung zweier Sammelschienensysteme über einen Leistungsschalter, eingesetzt werden kann. 2 shows the schematic section through a three-pole, partitioned high-voltage switchgear cell with a circuit breaker compartment 30 accessible through a door 35, a busbar compartment 31 and a further compartment 33. In the circuit breaker compartment 30 there is a mobile disconnector circuit breaker with a unified switchgear cell design, which in the retracted state engages with its contact arms through bulkhead openings 34 in connection contacts 32 mounted behind them on support insulators. Instead of the circuit breaker, the fuses and voltage converters 6 are arranged in the embodiment shown in FIG. 2, as a result of which the switch cell can be used as a measuring cell, for example in addition to a switch cell for connecting two busbar systems via a circuit breaker.
Das Isolierstoffgehäuse 7 mit der Sicherung 3 ist bei dieser Ausführungvariante jeweils horizontal angeordnet und über den senkrecht nach oben weisenden Stützisolator 5 an der horizontal verschiebbaren Tragschiene 4 befestigt. In der Betriebsstellung des Isolierstoffgehäuses 7 steht der eine Steckanschluss 10 in Eingriff mit einem auf einem Stützisolator montierten Anlagenkontakt 32, wogegen der andere Steckanschluss 9 mit dem Primäranschluss 11 des Spannungswandlers 6 in Eingriff ist. In this embodiment variant, the insulating material housing 7 with the fuse 3 is arranged horizontally and fastened to the horizontally displaceable support rail 4 via the support insulator 5 pointing vertically upwards. In the operating position of the insulating material housing 7, the one plug connection 10 is in engagement with a system contact 32 mounted on a support insulator, whereas the other plug connection 9 is in engagement with the primary connection 11 of the voltage converter 6.
Hat nun eine Sicherung angesprochen, muss sie ausgetauscht und der Fehler im Schottraum 30 behoben werden. Zu diesem Zweck wird die verschiebbare Tragschiene 4 durch den Spindelantrieb 19 horizontal in die strichliert gezeichnete Stellung bewegt. Die Steckanschlüsse 9, 10 gelangen dadurch ausser Eingriff mit dem Anlagenkontakt 32 bzw. Primäranschluss 11 des Spannungswandlers 6. If a fuse has now responded, it must be replaced and the fault in the compartment 30 must be remedied. For this purpose, the displaceable mounting rail 4 is moved horizontally by the spindle drive 19 into the position shown in broken lines. The plug connections 9, 10 thereby come out of engagement with the system contact 32 or primary connection 11 of the voltage converter 6.
Gleichzeitig werden durch den Spindelantrieb 19 die Abdeckplatten 36 gegenläufig vertikal in die strichliert dargestellte Stellung bewegt, in der sie die Schottwandöffnungen 34 berührungssicher verschliessen. Die Führung der Abdeckplatten 36 erfolgt in an sich bekannter Weise über an jeder Seite der Schottwand 38 befindliche Betätigungsstangen, die an ihren beiden Enden mit einer durch ein Kettenrad umgelenkte Kette ver5 At the same time, the cover plates 36 are moved vertically in opposite directions by the spindle drive 19 into the position shown in dashed lines, in which they close the bulkhead openings 34 in a contact-safe manner. The cover plates 36 are guided in a manner known per se via actuating rods located on each side of the bulkhead 38, which at their two ends have a chain deflected by a chain wheel
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bunden sind und eine gegenläufige vertikale Bewegung der Abdeckplatten 36 bewirken. In diese Kette greift ein mit dem Spindelantrieb 19 verbundenes Kettenrad 37 ein, so dass durch den elektromotorischen Antrieb 18 oder den Hand-Kurbel-Antrieb 20 die verschiebbare Tragschiene 4 und die Abdeckplatten 36 gleichzeitig betätigt und arretiert werden können. are bound and cause an opposite vertical movement of the cover plates 36. A chain wheel 37 connected to the spindle drive 19 engages in this chain, so that the displaceable mounting rail 4 and the cover plates 36 can be actuated and locked simultaneously by the electromotive drive 18 or the hand crank drive 20.
Nachdem das Isolierstoffgehäuse 7 und die Abdeckplatten 36 ihre strichliert gezeichnete Stellung erreicht haben, kann die Tür 35 geöffnet und der Leistungsschalter-Schottraum 30 gefahrlos betreten werden. Die Tür 35 kann eine elektrische oder mechanische Verriegelung aufweisen, welche ein frühzeitiges Öffnen sicher verhindert. After the insulating housing 7 and the cover plates 36 have reached their position shown in broken lines, the door 35 can be opened and the circuit breaker compartment 30 can be entered safely. The door 35 can have an electrical or mechanical lock, which reliably prevents premature opening.
Ein Schwenken des Isolierstoffgehäuses 7 ist bei dieser Ausführung nicht erforderlich, da nach Öffnen der Tür 35 und Entfernen des Verschlussdeckels 23 die Sicherung bequem ausgetauscht werden kann. Auch bei dieser Ausführung weist der s Verschlussdeckel 23 eine Durchtrittsöffnung 24 für den Anzeigestift der Sicherung auf. A pivoting of the insulating material housing 7 is not necessary in this embodiment, since after opening the door 35 and removing the cover 23, the fuse can be easily replaced. In this embodiment, too, the sealing cover 23 has a passage opening 24 for the indicator pin of the fuse.
Nach dem Austausch der angesprochenen Sicherung, Montage des Verschlussdeckels 23 und Schliessen der Tür 35 wird durch den elektromotorischen Antrieb 18 das Isolierstoffgehäu-lo se 7 horizontal in seine Betriebsstellung bewegt, wobei gleichzeitig die Abdeckplatten 36 die Schottwandöffnungen 34 freigeben. After replacing the mentioned fuse, installing the cover 23 and closing the door 35, the insulating motor housing 7 is moved horizontally into its operating position by the electric motor drive 18, the cover plates 36 simultaneously opening the bulkhead openings 34.
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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
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