DE102005029600A1

DE102005029600A1 - Gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage

Info

Publication number: DE102005029600A1
Application number: DE102005029600A
Authority: DE
Inventors: Harald Dr. Ing. Fink; Maik Dr. Hyrenbach
Original assignee: ABB Technology AG
Current assignee: ABB Technology AG
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2006-01-19
Also published as: CN102420398A; AU2005256514B2; WO2006000443A1; AU2005256514A1; US8462486B2; CA2570772C; US20090296320A1; CA2570772A1; CN1977432B; CN102420398B; CN1977432A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage mit Leistungsschaltern, Trennern sowie Erdern gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1. Um hierbei zu erreichen, dass die beschriebenen marktspezifischen Anforderungen erfüllt werden und eine gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage verbessert wird, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Leistungsschalterraum derart bemessen ist, dass darin sowohl die Leistungsschalter als auch die abgangsseitigen Trenner und Erder angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage mit Leistungsschaltern, Trennern sowie Erdern, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In elektrischen Schaltanlagen, insbesondere in Mittelspannungs-Schaltanlagen, befindet sich zusätzlich zu einem, meist fest eingebautem Leistungsschalter auch ein Trenner, der zwischen dem Leistungsschalter und der Sammelschienenstrombahn angeordnet ist und drei Stellungen einnehmen soll: Einschaltstellung, Ausschaltstellung und Erdungsstellung. Damit ist dieser Trenner als Dreistellungstrenner ausgebildet.

In der Einschaltstellung wird eine Verbindung zur spannungsführenden Sammelschiene und in der Erdungsstellung zur Erde hergestellt. In der Ausschaltstellung befindet sich das bewegliche Kontaktstück des Trenners in einer Mittelstellung zwischen Einschalt- und Erdungsstellung.

Herkömmliche Dreistellungstrenner sind als Schub- bzw. Messerschalter bekannt.

Im allgemeinen werden Trenner als eigenständiges Gerät in demselben Gasraum wie der Last- bzw. Leistungsschalter oder, insbesondere bei Doppelsammelschienen-Anordnungen, im gleichen Gasraum wie die Sammelschiene oder gar einem separaten Gasraum eingesetzt. Der elektrische Teil dieser Geräte ist stets Bestandteil des Gasraumes und ist mittels einer gasdichten Durchführung mit dem Antrieb verbunden, der sich gewöhnlich außerhalb des Gasraumes befindet und üblicherweise in Mittelspannungs-Anwendungen als mechanischer oder magnetischer Antrieb ausgeführt wird.

In den bekannten Doppelsammelschienen-Anordnungen befinden sich in den beiden, separaten Sammelschienenräumen zum einen ein Dreistellungstrenner, zum anderen ein Zweistellungstrenner (keine Erdungsstellung).

Das Erden des Abgangs zur Sicherheit des Bedienpersonals, z.B. bei Wartungs- bzw. Montagearbeiten, erfolgt in jedem Fall über die Erdungsstellung des Dreistellungstrenners und des eingeschalteten Leistungsschalters. Entsprechende elektrische und/oder mechanische Verriegelungen verhindern sowohl das unbeabsichtigte Verlassen der Erdungsstellung des Dreistellungstrenners als auch das Ausschalten des Leistungsschalters und gewährleisten damit eine sichere Erdung des Abganges.

Die zuvor beschriebene Methode der Erdung des Abganges ist in vielen Teilen der Welt akzeptiert und findet weitverbreitet Anwendung. Seitens des amerikanischen Marktes werden jedoch sowohl ein zusätzlicher Trenner als auch ein zusätzlicher Erder im Abgang, d.h. also zwischen Leistungschalter und den Abgängen, welche meist als Kabel aber auch als feststoff- bzw. gasisolierte Schiene ausgeführt sind, gefordert.

Der Trenner im Abgang isoliert zusätzlich zum Trenner im Sammelschienenraum das Erdpotential im Abgang und das Hochspannungspotential der Sammelschiene voneinander.

Diese Anforderung läßt sich jedoch häufig aufgrund der vorgebenen Abmessungen und Anordnungen der einzelnen Funktionsräume nicht realisieren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die besagten Forderungen zu erfüllen und eine gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage den besonderen Marktbedürfnissen anzupassen.

Die gestellte Aufgabe wird bei einer gasisolierten Mittelspannungs-Schaltanlage der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Der Kern der Erfindung besteht darin, dass der Leistungsschalterraum derart bemessen ist, dass darin sowohl die Leistungsschalter als auch die abgangsseitigen Trenner und Erder angeordnet sind.

D.h. um ein möglichst kompaktes Design und praktisch unveränderte äußere Abmessungen hinsichtlich Breite, Höhe und Tiefe der Schaltanlage beibehalten zu können, ist nur der Leistungsschalterraum dahingehend verändert, dass er in Richtung des Kabelanschlusses, d.h. in seiner Höhe vergrößert ist und alle drei benötigten Geräte in diesem angeordnet werden können, d.h. Leistungsschalter sowie abgangsseitiger Trenner und abgangsseitiger Erder.

Bezüglich der Lage der Sammelschienen ist gesichert, das sich Felder in dieser Sonderausführung unproblematisch mit der Standardausführung (ohne abgangsseitigen Trenner und Erder) sammelschienenseitig koppeln lassen.

Besonders hervorzuheben ist dabei die praktisch einheitliche Ausführung der Drei- bzw. Zweistellungstrenner, unabhängig davon, ob diese in den Sammelschienenräumen oder im Leistungsschalterraum angeordnet sind.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass Verriegelungsmittel vorgesehen sind, die bewirken, dass der Erder im Abgang nur eingelegt werden kann, wenn der unterhalb des Leistungsschalters befindliche Trenner geöffnet ist. Für eine sichere und vor allem redundante Erdung des Abganges müssen sowohl der Leistungsschalter und der Erdungsschalter im Sammelschienenraum als auch der Trenner und der Erder im Abgang geschlossen, d.h. eingeschaltet sein.

Weiterhin ist ausgestaltet, dass über die Veriegelungsmittel der Trenner sich nur öffnen lässt, wenn der Leistungsschalter zuvor ausgeschaltet wurde.

Auch die Verriegelungselemente sind in dieser Bauform gut unterbring- und bedienbar.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Antriebe der Schaltgeräte sich ausschließlich im Niederspannungsraum (4) befinden und sowohl motorisch als mit einem Handantrieb betätigbar sind. Durch die erfindungsgemäße Bauform lässt sich auch dies sehr kompakt lösen.

Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, dass im Leistungschalterraum Stromwandler und/oder -sensoren (9) angeordnet sind. Auf diese Weise lassen sich allen nötigen und möglichen Funktionen auch baulich zusammenfassen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass Steckbuchsen vorgesehen sind, über die Spannungswandler extern anschließbar sind.

In letzter aber fundamental vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass sowohl der abgangsseitige Trenner als auch der abgangsseitige Erder als Schubschalter ausgeführt sind.

Die Trenner und Erder als Schubschalter auszuführen, ermöglicht zum einen eine kompakte, platzsparende Bauweise der Schaltanlage und zum anderen eine erhöhte Funktionalität hinsichtlich des Isoliervermögens bzw der dielektrischen Festigkeit.

Die Betätigung der Antriebe motorisch oder mit der Hand, z.B. wenn keine Hilfsspannung vorhanden ist, stellt betriebsmäßige Handlungen dar. Motorisch betätigte Antriebe lassen sich, z.B. im wenig wahrscheinlichen Fall des Ausfalls der Hilfsspannung, auch per Hand verfahren, was eine sogenannte „Hand-Not-Aus"-Betätigung darstellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
1 zeigt die beiden standardmäßig mit einem Dreistellungstrenner (2) bzw. Zweistellungstrenner (3) ausgerüsteten Sammelschienenräume (1) sowie den Leistungsschalterraum (5), mit Leistungsschalter (6) und den beiden zusätzlichen Geräten, dem abgangsseitigen Trenner (7) bzw. Erder (8). Letztgenannte realisieren als Trenner die geöffnete oder geschlossene Strombahn zwischen dem unteren Anschluß des Leistungsschalters und den Abgängen (10), als Erder im eingeschalteten Zustand das Erden der Abgänge.
Das Verriegelungskonzept sieht vor, dass der Erder im Abgang nur eingelegt werden kann, wenn der unterhalb des Leistungsschalters befindliche Trenner geöffnet ist. Für eine sichere und vor allem redundante Erdung des Abganges müssen sowohl der Leistungsschalter und der Erdungsschalter im Sammelschienenraum als auch der Trenner und der Erder im Abgang geschlossen, d.h. eingeschaltet sein.
Der Trenner läßt sich wiederum nur öffnen, wenn der Leistungsschalter zuvor ausgeschaltet wurde.
Die Antriebe der Schaltgeräte befinden sich ausschließlich im Niederspannungsraum (4) und können sowohl motorisch betätigbar als auch als Handantrieb ausgeführt sein.
Darüberhinaus können im Leistungschalterraum Stromwandler oder -sensoren (9) angeordnet sein. Spannungswandler (11) lassen sich über eine Steckbuchse adaptieren.

1: Sammelschienenräume
2: Dreistellungstrenner
3: Zweistellungstrenner
4: Niederspannungsraum
5: Leistungsschalterraum
6: Leistungsschalter
7: abgangsseitiger Trenner
8: Erder
9: Stromwandler oder -Sensoren
10: Abgänge

Claims

Gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage mit Leistungsschaltern, Trennern sowie Erdern dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsschalterraum derart bemessen ist, dass darin sowohl die Leistungsschalter als auch die abgangsseitigen Trenner und Erder angeordnet sind.
Gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Verriegelungsmittel vorgesehen sind, die bewirken, dass der Erder im Abgang nur eingelegt werden kann, wenn der unterhalb des Leistungsschalters befindliche Trenner geöffnet ist. Für eine sichere und vor allem redundante Erdung des Abganges müssen sowohl der Leistungsschalter und der Erdungsschalter im Sammelschienenraum als auch der Trenner und der Erder im Abgang geschlossen, d.h. eingeschaltet sein.
Gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass über die Veriegelungsmittel der Trenner sich nur öffnen lässt, wenn der Leistungsschalter zuvor ausgeschaltet wurde.
Gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe der Schaltgeräte sich ausschließlich im Niederspannungsraum (4) befinden und sowohl motorisch als mit einem Handantrieb betätigbar sind.
Gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Leistungschalterraum Stromwandler und/oder -sensoren (9) angeordnet sind.
Gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Steckbuchsen vorgesehen sind, über die Spannungswandler (11) extern anschließbar sind.
Gasisolierte Mittelspannungsschaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der abgangsseitige Trenner als auch der abgangsseitige Erder als Schubschalter ausgeführt sind.