DE102006050477A1 - Mittelspannungsschaltanlage mit Eingießpolteilen und Einfahrkontaktanordnungen - Google Patents
Mittelspannungsschaltanlage mit Eingießpolteilen und Einfahrkontaktanordnungen Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Mittelspannungsschaltanlage mit Eingießpolteilen und Einfahrkontaktanordnungen gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1. DOLLAR A Um hierbei zu erreichen, dass Rückzündungen vom Kabelanschlussraum oder vom Leistungsschalterraum in den Sammelschienenraum vermieden werden und das Schaltgerät im Fall der Plasmaeinwirkung funktionsfähig bleibt, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass zwischen Schalterraum und Sammelschienenraum und zwischen Sammelschienenraum und Kabelanschlussraum jeweils eine plasmadichte Schottwand angeordnet ist und der Einfahrkontakt sowie auch der Übergang zum Einfahrkontakt (beginnend von der Schaltkammer im Polteil) zumindest in der bestimmungsgemäßen Kontaktposition plasmadicht ausgestaltet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Mittelspannungsschaltanlage mit Eingießpolteilen und Einfahrkontaktanordungen gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.
- Mittelspannungsschaltanlagen bestehen insgesamt aus den Stromverteilerelementen mit entsprechenden Steckkontaktanordnungen, sogenannte Einfahrkontakten, über die das Schalterpolteil mit integrierter Schaltkammer u.a. auch Vakuumschaltkammer mit der Stromverteileranordnung kontaktierbar ist.
- Die Schalterpolteile bzw. Eingießpolteile enthalten bei Mittelspannungsschaltanlagen sogenannte Vakuumschaltkammern die in Isolationsvergüsse eingebracht sind und Polteile genannt werden. Die Polteile selbst sind auf Antriebsgehäusen aufgebaut. Von unten werden die Polteile mit den Antriebstangen für die Kontaktbetätigung der Vakuumschaltkammer versehen.
- Die Polteile sind jeweils mit einem Antriebsgestänge für die Kontaktbetätigung der Schaltkammer versehen.
- Zumeist im rechten Winkel zur Längsachse des Polteiles mit integrierter Schaltkammer, u.a. Vakuumschaltkammer, ragen im oberen Bereich und im unteren Bereich des Polteiles jeweils ein elektrischer Anschlusskontakt heraus. An diese Anschlusskontakte werden Kontaktarme mit Isoliergehäuse angesetzt.
- Über diese Kontaktarme mit Isoliergehäuse wird der Schalter mit den Gegenkontakten im Schaltfeld galvanisch leitend verbunden und damit an das Mittelspannungsleitungsnetz angeschlossen.
- Um diese externen Kontakte am Polteil anzubringen sind Kontaktarme mit becherförmigem Isoliergehäuse vorgesehen. Innerhalb dieser sind nun die komplementären Kontakte einschließlich Strombahn, von der Schaltkammer kommend, angeordnet.
- Diese Kontaktanordnungen werden auch als Einfahrkontakte bezeichnet.
- Beim Bedienen der Schaltanlage werden die Gegenkontakte im Schaltfeld so mit den Kontakten der Einfahrkontakte am Kontaktarm -am Polteilkontaktiert, bis die Kontakte stromschlüssig ineinandergreifen.
- Schalter dieser Art werden als sogenannte Leistungsschalter bezeichnet und müssen unter Last, oder im besonderen Fall auch im Kurzschlussfall und Lichtbogenauswirkung im Schaltfeld schalten.
- Nachteilig ist bei bekannten Vorgehensweisen, dass es bei der gewählten Schaltfeldkonstruktion im Fall von Lichtbogenfehlern z.B. im Kabelanschlussbereich durch das durch das Schaltfeld strömenden Lichtbogenplasma es auch zu Rückzündungen im Bereich der Gegenkontakte (im Schaltfeld) kommen kann.
- Ein Lichtbogenfehler ist im Prinzip nur im Kabelanschlussraum einer luftisolierten Anlage möglich. In bekannten Bauformen kommt es infolgedessen zu einer Ausbreitung des Lichtbogenplasmas in den Leistungsschalterraum bis in den Einfahrkontakt hinein.
- Aufgrund von möglichen Rückzündungen im Bereich der Kontaktverbindung Gegenkontakt/Auffahrkontakt, hervorgerufen durch eine anstehende Plasmawolke in Verbindung mit anstehenden Wiederkehrspannung nach dem Ausschalten des Leistungsschalters, kann es zu einem Totalausfall der Schaltanlage kommen. Hierbei befindet sich der Kurzschlußort oberhalb der Vakuumschaltkammer, also sammelschienenseitig, und führt damit zu einem Sammelschienenkurzschluß.
- Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Kontaktgestaltung insgesamt so weiterzuentwickeln, dass Rückzündungen am Kontaktapparat des Leistungsschalters (Gegenkontakt/Auffahrkontakt) zuverlässig vermieden werden, also die dielektrische Festigkeit im Bereich des Kontaktaparates auch unter Plasmaeinwirkungen erhalten bleibt.
- Die gestellte Aufgabe ist bei einer Einrichtung der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Kern der Erfindung ist hierbei, dass zwischen Schaltraum und Sammelschienenraum und zwischen Sammelschienenraum und Kabelanschlussraum jeweils eine plasmadichte Schottwand angeordnet ist, und der Einfahrkontakt sowie auch der Übergang zum Einfahrkontakt plasmadicht ausgestaltet ist.
- Hierdurch wird verhindert, dass der üblicherweise im Kabelanschlussraum auftretende Kurzschluss in den Sammelschienenraum oder in den Leistungsschalterraum rückzündet, indem das Lichtbogenplasma in den Einfahrkontakt eindringen kann. Dies wird zum einen durch die erfindungsgemäße Schottung des Sammelschienenraumens gegenüber dem Leistungsschalterraum erreicht und zum anderen dadurch, dass der Einfahrkontakt plasmadicht ausgebildet ist. Die verwendeten Eingießpolteile sind als solche ebenfalls isoliert, so wie auch der Polarm der zum Einfahrkontakt führt. Auf diese Weise ist jedewede Rückzündung vermieden.
- In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass der bzw die Kontaktschaft bzw Kontaktschafte des Polteiles mit einem Verschlusselement versehen ist bzw sind, das derart bemessen und positioniert ist, dass beim Zusammenführen der genannten Kontakte das Kontaktgehäuse vollständig verschlossen ist.
- Zu diesem Zweck wird diese Deckelanordnung auf den Kontaktschaft geschoben, bevor das Kontaktgehäuse an den Kontakt des Polteils herangeschoben, bzw der Kontaktschaft in das Kontaktgehäuse eingeschoben wird. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass nach Abschluss des Einsteck – und Kontaktiervorganges auch der Abschlussdeckel in der funktionsbestimmten Sollposition an – oder einliegt. Die gesamte Einfahrkontaktanordnung ist nun plasmadicht.
- In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Deckelelement aus einem trichterförmigen, mit der Wölbung in den Kontaktraum orientierten Form versehen ist.
- Durch diese Bauform wird auch eine Verlängerung des Kriechweges zwischen Kontakt und Erdpotential erreicht. Durch die trichterförmige Ausgestaltung also die nicht ebene Ausgestaltung eines Deckels entsteht dabei die dreidimensionale Krümmung im Raum in der entsprechenden trichterförmigen Weise.
- In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein doppelwandiger Deckel als Abdeckung verwendet wird, derart, dass nach Erreichen der bestimmungsgemäßen Sollposition der Zwischenraum zwischen den beiden Deckeln in mindestens eine Öffnung nach außen gasschlüssig mündet.
- In letzter vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein fest abschließender Deckel derart gestaltet und vorgesehen ist, dass dieser mit einem Kragenansatz versehen ist, mit welchem dieser die Gehäuseaußenöffnung des Kontakgehäuses übergreifend abschließt.
- Auf diese Weise wird zwar keine Plasmastreckenverlängerung direkt bewirkt, jedoch schließt dieser Deckel so dicht ab, dass keine Plasmabeanspruchung nach innen dringen kann.
- Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
- Es zeigt:
-
1 1. Ausgestaltungsform -
1b Funktionsweise der Erfindung -
2 2. Ausgestaltungsform -
3 3. Ausgestaltungsform -
4 Schaltschrankquerschnitt in Übersicht -
1 zeigt die erstgenannte Ausführungsform in einer Detailansicht. In1 ist daher zunächst der Kontaktraum4 des Kontaktgehäuses2 , welches oben bereits als Einfahrkontakt oder als Einfahrtulpe bezeichnet wurde, dargestellt. - In diese wird das komplementäre Kontaktstück des Polteiles eingefahren, und zwar so weit, bis sich die komplementären Kontakte der Einfahrtulpe und des Polteiles berühren.
- Vorher wurde jedoch auf den isolierten Kontaktschaft
1 des Polteiles10 , das trichterförmige Deckelement5 aufgeschoben. Während des Kontaktvorganges wird dies mit eingeschoben, wobei die Positionierung und die Dimensionierung dieses trichterförmigen Deckelelementes5 so bemessen ist, dass bei Erreichen der bestimmungsgemäßen Kontaktendlage auch dieses trichterförmige Deckelelement5 den Kontaktraum4 innerhalb des Einfahrkontaktes hermetisch abschließt. - Bei Kurzschlüssen im Kabelanschlussraum dringt Lichtbogenplasma gemäß
1b bis in den Leistungsschalterraum. Um eine Rückzündung in den Sammelschienenraum zu verhindern, ist zwischen Leistungsschalterraum und Sammelschienenraum eine plasmadichte Schottwand20 und der Einfahrkontakt als solcher ist ebenfalls plasmadicht ausgestaltet. Die Kombination dieser Merkmale macht die wirksame Funktion und damit die Erfindung aus. -
2 zeigt eine Ausführungsform, bei der in der beschriebenen Weise das Deckelelement5 doppelwandig ist. Dabei werden zwei parallele Deckelpartien,5a und5b die miteinander verbunden und über einen Zwischenraum6 beabstandet sind, in der gleichen Weise beim Kontaktiervorgang mit eingeführt, und bei der erreichten Kontaktsolllage ist dieser doppelwandige Deckel so positioniert, dass der Zwischenraum6 in mindestens eine nach außen tretende Öffnung7 in der Wandung des Kontaktgehäuses2 mündet. Auch diese Anordnung ist plasmadicht. -
3 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein Deckel5 mit flachem Boden verwendet wird, der jedoch außen mit einem Kragen8 versehen ist, der in der Kontaktsolllage sodann von außen das Kontaktgehäuse2 randseitig umgreifend abschließt. Auch diese Anordnung ist plasmadicht. -
4 zeigt nunmehr einen Querschnitt einer Schaltanlage mit den erfindungsgemäßen Merkmalen in funktionsmäßiger Übersicht. Die untere Partie im dem Gehäuse der Schaltanlage zeigt den Kabelanschlussraum11 . Die dort auftretenden Lichtbögen stehen hier im Fokus der erfindungsgemäßen Verbesserung. Die dort auftretenden Lichtbogenplasmen dringen bis in den oberen Leistungsschalterraum12 ein. Dort jedoch werden gegen Plasma resistente Eingießpolteile10 verwendet. Wichtig ist hierbei, dass ein Rückzünden in den Sammelschienenraum oder den Sammelschienenbereich (galvanisch) vermieden wird. Eine erste Maßnahme ist die Abschottung des Sammelschienenraumes13 sowohl gegen den Kabelanschlussraum als auch gegen den Leistungsschalterraum. Die weitere Maßnahme ist die plasmadichte Ausgestaltung des Einfahrkontaktes. D.h. die plasmadichte Ausgestaltung des Einfahrkontaktes nach Erhalt der bestimmungsgemäßen Kontaktposition. Da die Eingießpolteile ohnehin schon isoliert sind, wird nun durch diese plasmadichte Anordnung des Einfahrkontaktes eine Rückzündung in den Sammelschienenraum wirkungsvoll vermieden.
Claims (6)
- Mittelspannungsschaltanlage mit Eingießpolteilen und Einfahrkontaktanordungen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schalterraum und Sammelschienenraum und zwischen Sammelschienenraum und Kabelanschlussraum jeweils eine plasmadichte Schottwand angeordnet ist, und der Einfahrkontakt sowie auch der Übergang zum Einfahrkontakt zumindest in der bestimmungsgemäßen Kontaktposition plasmadicht ausgestaltet ist.
- Mittelspannungsschaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktschaft (
1 ) bzw die Kontaktschafte (1 ) des Polteiles (10 ) mit einem Verschlusselement versehen sind, das derart bemessen und positioniert ist, dass beim Zusammenführen der genannten Kontakte (3 ) das Kontaktgehäuse vollständig plasmadicht verschlossen ist. - Mittelspannungsschaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (
5 ) aus einem trichterförmigen, mit der Wölbung in den Kontaktraum (4 ) orientierten Form versehen ist. - Mittelspannungsschaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein doppelwandiger Deckel (
5a ,5b ) als Abdeckung verwendet wird, derart, dass nach Erreichen der bestimmungsgemäßen Sollposition der Zwischenraum (6 ) zwischen den beiden Deckeln (5a ,5b ) in mindestens eine Öffnung (7 ) nach außen gasschlüssig mündet. - Mittelspannungsschaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein fest abschließender Deckel (
5 ) derart gestaltet und vorgesehen ist, dass dieser mit einem Kragenansatz (8 ) versehen ist, mit welchem dieser die Gehäuseaußenöffnung des Kontaktgehäuses übergreifend abschließt. - Mittelspannungsschaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in/an dem Gehäuse der Mittelspannungsschaltanlage eine Druckentlastung im Leistungsschalter- und Kabelanschlussraum und eine weitere Druckentlastung im Sammelschienenraum angeordnet ist.
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