DE102008063683A1

DE102008063683A1 - Gasisolierter Schalteer

Info

Publication number: DE102008063683A1
Application number: DE102008063683A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr.-Ing. Betz; Ilango Dipl.-Ing. Gnanadhandapani; Edgar Dr.Rer.Nat. Dullni; Manuel Calleja; Volker Thomas; Thomas Braun; Frank Dipl.-Ing. Vormwald; David Saxl
Original assignee: ABB Technology AG
Current assignee: ABB Technology AG
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-07-08
Also published as: EP2359446A1; KR20110096123A; CN102257688B; WO2010078888A1; CN102257688A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen gasisolierten Schalter (10), welcher ein metallisches Gehäuse (12) und mindestens drei Schalterpole (14) umfasst. Das Kapselungsgehäuse (12) weist dabei mindestens eine erste Halbschale (20) und eine zweite Halbschale (22) auf, welche lösbar miteinander verbunden sind. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schalters (10). Dabei werden mindestens drei Schalterpole (14) an einer ersten Halbschale (20) befestigt, und danach wird eine zweite Halbschale (22) mit der ersten Halbschale (20) verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft einen gasisolierten Schalter, insbesondere einen Hochspannungsleistungsschalter, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen gasisolierten Schalters.
Dreiphasig gekapselte gasisolierte Hochspannungsleistungsschalter weisen üblicherweise ein zylindrisches Gehäuse auf, in dem verschiedene Komponenten, wie drei Schalterpole, drei Stromwandler sowie mehrere Verbindungsleiter, angeordnet sind. Weiterhin sind im Gehäuse des Hochspannungsschalters mehrere Öffnungen mit Flanschen vorgesehen, welche durch scheibenförmige Isolatoren gasdicht verschlossen sind. Die Verbindungsleiter werden durch Bohrungen in den Isolatoren durch die Öffnungen des Gehäuses hindurch nach außen geführt. Ein solcher Leistungsschalter ist beispielsweise aus der EP 0563803 A1 bekannt.
Zur Montage der einzelnen Komponenten wird das Gehäuse des Leistungsschalters geöffnet. Auf Grund der begrenzten Platzverhältnisse im Innenraum des Gehäuses sind verhältnismäßig eng, Da die Schalterpole und die übrigen Komponenten den Innenraum des Leistungsschaltergehäuses weitgehend ausfüllen, sind die Platzverhältnisse im Innenraum des Gehäuses begrenzt, wodurch sich die Herstellung eines solchen Leistungsschalters als verhältnismäßig aufwendig gestaltet.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen gasisolierten Schalter, insbesondere einen Leistungsschalter, anzugeben, dessen Herstellung vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen gasisolierten Schalter mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
Der erfindungsgemäße Schalter umfasst ein aus einer ersten und einer zweiten Halbschale aufgebautes gekapseltes Gehäuse, auch als Kapselungsgehäuse bezeichnet, wobei die Halbschalen lösbar miteinander verbunden sind.
Die erste und die zweite Halbschale sind im nicht miteinander verbundenen Zustand auf je einer Seite offen. Die Montage der im Innenbereich des Gehäuses liegenden Komponenten, wie beispielsweise Schalterpole, Stromwandler sowie Verbindungsleiter ist über diese besagte offene Seite deutlich vereinfacht. Erst nach der Montage aller vorgesehenen Komponenten erfolgt die Verbindung der beiden Halbschalen miteinander, wodurch das Gehäuse des Leistungsschalters geschlossen, vorzugsweise verkapselt, wird.
Durch die Gestaltung des Gehäuses aus zwei miteinander verbindbare Halbschalen wird auch Demontage des Leistungsschalters, beispielsweise bei Revisionsarbeiten vereinfacht. Durch Lösen der Verbindung der ersten Halbschale mit der zweiten Halbschale lässt sich dazu das Kapselungsgehäuse öffnen und Arbeiten an den inneren Komponenten des Leistungsschalters, beispielsweise ein Auswechseln der Schalterpole, sind verhältnismäßig einfach durchführbar.
Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schalters anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den im Anspruch 9 genannten Merkmalen gelöst.
Demgemäß werden bei der Herstellung eines gasisolierten Schalters, insbesondere eines Hochspannungsleistungsschalters mindestens drei Schalterpole an einer ersten Halbschale befestigt und danach wird eine zweite Halbschale mit der ersten Halbschale verbunden.
Über die bereits erwähnte offene Seite der ersten Halbschale ist die Befestigung der Schalterpole – und auch weiterer Komponenten – verhältnismäßig einfach durchführbar.
Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Anhand nachfolgender Zeichnungen und Ausführungsbeispiele werden die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
1: beispielhaft einen fertig montierten Leistungsschalter und
2: Teile eines Leistungsschalters während der Montage.
In 1 ist ein fertig montierter Leistungsschalter 10 dargestellt. Der Leistungsschalter 10 umfasst ein metallisches, annähernd zylinderförmiges ausgestaltetes Kapselungsgehäuse 12, welches eine erste Halbschale 20 und eine zweite Halbschale 22 aufweist. Beim Leistungsschalter gemäß 1 sind die Stirnflächen des Kapselungsgehäuses 12 annähernd kreisförmig ausgestaltet, aber auch andere Ausgestaltungen der Stirnflächen der jeweiligen Halbschalen 20, 22, insbesondere oval oder elliptisch, sind denkbar.
Die erste Halbschale 20 und die zweite Halbschale 22 weisen je eine Form auf, die durch Schneiden des zylinderförmiges Kapselungsgehäuse 12 in einer Ebene, in welcher seine Längsachse liegt oder parallel zu dieser Längsachse, entsteht.
Die erste Halbschale 20 und die zweite Halbschale 22 sind über einen Verbindungsbereich 23 lösbar miteinander verbunden. Der Verbindungsbereich 23 erstreckt sich zwischen der ersten Halbschale 20 und der zweiten Halbschale 22 annähernd parallel zu der Längsachse des zylinderförmigen Kapselungsgehäuses 12.
Die erste Halbschale 20 und die zweite Halbschale 22 sind weiterhin über einen in dieser Darstellung nicht sichtbaren Bereich in den Stirnseiten des zylinderförmigen Kapselungsgehäuses 12 miteinander verbunden.
Der Leistungsschalter 10 umfasst drei Schalterpole 14, welche an der ersten Halbschale 20 befestigt sind. In der gezeigten Darstellung ist nur einer der Schalterpole 14 sichtbar und verdeckt die beiden anderen Schalterpole 14. Die Schalterpole 14 sind derart im Inneren des Kapselungsgehäuses 12 angeordnet, dass ihre Längsachsen annähernd parallel zu der Längsachse des zylinderförmigen Kapselungsgehäuses 12 und annähernd parallel zu dem Verbindungsbereich 23 verlaufen.
Die zweite Halbschale 22 weist auf der der ersten Halbschale 20 gegenüberliegenden Mantelfläche zwei Sammelschienenflansche 30 zum Anschluss je einer Sammelschiene 32 auf. Weiterhin weist die zweite Halbschale 22 an einer Stirnseite einen Abgangsflansch 34 zum Anschluss einer hier nicht gezeigten Abgangseinheit auf. Selbstverständlich sind auch andere Anordnungen der Sammelschienenflansche 30 sowie des Abgangsflansches 34 denkbar. Ebenso ist es vorstellbar, dass die zweite Halbschale 22 nur einen Sammelschienenflansch 30 oder drei oder mehr als drei Sammelschienenflansche aufweist.
Drei Stromwandler 24 zum Messen eines von den Sammelschienen 32 zu den Schalterpolen 14 fließenden Stromes sind an der zweiten Halbschale 22 im Inneren des Kapselungsgehäuses 12 befestigt. In der gezeigten Darstellung ist nur einer der Stromwandler 24 sichtbar, welcher die beiden anderen verdeckt. Drei Abgangsstromwandler 26 zum Messen eines von den Schalterpolen 14 zu der Abgangseinheit fließenden Stromes sind ebenfalls an der zweiten Halbschale 22 im Inneren des Kapselungsgehäuses 12 befestigt. In der gezeigten Darstellung ist nur einer der Abgangsstromwandler 26 sichtbar, welcher die beiden anderen verdeckt.
In einer alternativen Ausgestaltungsform sind die Stromwandler 24 außerhalb des Kapselungsgehäuses 12 an den Sammelschienenflanschen 30 befestigt. Vorteilhaft sind an jedem der beiden Sammelschienenflansche 30 je drei Stromwandler, also einer pro Phase, vorgesehen. Dadurch sind die Ströme von zwei angeschlossenen Sammelschienen 32 separat messbar.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Leistungsschalters ist vorgesehen, dass die Abgangsstromwandler 26 außerhalb des Kapselungsgehäuses 12 an dem Abgangsflansch 34 befestigt sind.
An der zweiten Halbschale 22 ist an der dem Abgangsflansch 34 gegenüberliegenden Stirnseite ein Verbindungsflansch 16 zum Anschluss eines Steuerschranks 18 vorgesehen. An der ersten Halbschale 20 ist, dem Verbindungsflansch 16 benachbart, ein Antrieb 28 zur Betätigung der Schalterpole 14 angebracht.
Von den Schalterpolen 14 zu den Sammelschienenflanschen 30 sind Zugangsleiter 40 geführt, welche je einen an den Schalterpolen 14 befestigten leistungsschalternahen Zugangsteilleiter 42 und einen an der zweiten Halbschale 22 befestigten leistungsschalterfernen Zugangsteilleiter 44 aufweisen. Die leistungsschalternahen Zugangsteilleiter 42 und die leistungsschalterfernen Zugangsteilleiter 44 sind mittels einer Steckverbindung miteinander kontaktiert. Die Zugangsleiter 40 sind dabei durch die Stromwandler 24 hindurch geführt.
Von den Schalterpolen 14 zu dem Abgangsflansch 34 sind Abgangsleiter 50 geführt, welche je einen an den Schalterpolen 14 befestigten leistungsschalternahen Abgangsteilleiter 52 und einen an der zweiten Halbschale 22 befestigten leistungsschalterfernen Abgangsteilleiter 54 aufweisen. Die leistungsschalternahen Abgangsteilleiter 52 und die leistungsschalterfernen Abgangsteilleiter 54 sind mittels einer Steckverbindung miteinander kontaktiert. Die Abgangsleiter 50 sind dabei durch die Abgangsstromwandler 26 hindurch geführt.
Zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens sind in 2 Teile eines Leistungsschalters 10 während der Montage dargestellt.
Auf einen ersten Haltearm 62 einer Montagevorrichtung 60 ruht eine erste Halbschale 20. Dabei ist die offene Seite der ersten Halbschale 20 vom Erdboden 66 abgewandt, also nach oben gerichtet. An der ersten Halbschale 20 werden drei Schalterpole 14 befestigt.
Auf einen zweiten Haltearm 64 der Montagevorrichtung 60 ruht eine zweite Halbschale 22. Dabei ist die offene Seite der zweiten Halbschale 22 ebenfalls vom Erdboden 66 abgewandt, also nach oben gerichtet.
Wenn die erste Halbschale 20 in einem späteren Arbeitsschritt mit der zweiten Halbschale 22 verbunden wird, so entsteht dadurch ein Kapselungsgehäuse 12, in dessen Inneren sich dann die zuvor montierten Schalterpole 14 befinden.
Zum Verbinden der zweiten Halbschale 22 mit der ersten Halbschale 20 wird die zweite Halbschale 22 zunächst um 180° geschwenkt, so dass die offene Seite der zweiten Halbschale 22 dem Erdboden 66 zugewandt, also nach unten gerichtet ist. Anschließend wird die zweite Halbschale 22 auf die erste Halbschale 20 gelegt. Die hier beschriebene Bewegung der zweiten Halbschale 22 ist durch den Pfeil 70 angedeutet. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird die zweite Halbschale 22 auf die erste Halbschale 20 geklappt.
Nachdem die zweite Halbschale 22 auf die erste Halbschale 20 geklappt wurde, also wenn die zweite Halbschale 22 auf der ersten Halbschale 20 liegt, so werden beide Halbschalen miteinander verbunden, vorzugsweise verschraubt.
Bevor die beiden Halbschalen auf die oben beschriebene Art miteinander verbunden werden, ist vorgesehen, die Stromwandler 24 zum Messen eines von in dieser Darstellung nicht gezeigten Sammelschienen zu den Schalterpolen 14 fließenden Stromes an der zweiten Halbschale 22 zu befestigen. Ebenso werden Abgangsstromwandler 26 zum Messen eines von den Schalterpolen 14 zu einer in dieser Darstellung nicht gezeigten Abgangseinheit fließenden Stromes an der zweiten Halbschale 22 befestigt.
Vor dem Verbinden der ersten Halbschale 20 mit der zweiten Halbschale 22 werden weiterhin an den Schalterpolen 14 leistungsschalternahe Zugangsteilleiter 42 befestigt. Die leistungsschalterfernen Zugangsteilleiter 44 werden an der zweiten Halbschale 22 befestigt und dabei durch die Stromwandler 24 hindurch zu Sammelschienenflanschen 30 geführt.
Wenn die zweite Halbschale 22 auf die erste Halbschale 20 geklappt wird, also bevor die zweite Halbschale 22 mit der ersten Halbschale 20 verbunden wird, erfolgt eine Kontaktierung der leistungsschalternahen Zugangsteilleiter 42 und der leistungsschalterfernen Zugangsteilleiter 44 mittels einer Steckverbindung miteinander. Die leistungsschalterfernen Zugangsteilleiter 44 rasten dabei in dafür ausgebildete Gegenkontakte in den leistungsschalternahen Zugangsteilleiter 42 ein.
Auf ähnliche Weise werden vor dem Verbinden der ersten Halbschale 20 mit der zweiten Halbschale 22 an den Schalterpolen 14 leistungsschalternahe Abgangsteilleiter 52 und an der zweiten Halbschale 22 werden leistungsschalterferne Abgangsteilleiter 54 befestigt. Die leistungsschalterfernen Abgangsteilleiter 54 werden dabei durch die Abgangsstromwandler 26 hindurch zu einem Abgangsflansch 34 geführt.
Wenn die zweite Halbschale 22 auf die erste Halbschale 20 geklappt wird, also bevor die zweite Halbschale 22 mit der ersten Halbschale 20 verbunden wird, werden die leistungsschalternahen Abgangsteilleiter 52 und die leistungsschalterfernen Abgangsteilleiter 54 mittels einer Steckverbindung miteinander kontaktiert. Dabei rasten die leistungsschalterfernen Abgangsteilleiter 54 in dafür ausgebildete Gegenkontakte in den leistungsschalternahen Abgangsteilleiter 52 ein.
Nachdem die zweite Halbschale 22 mit der ersten Halbschale 20 verbunden wurde, wird ein Steuerschrank an einem Verbindungsflansch 16 außen an der zweiten Halbschale 22 befestigt. Ebenso wird ein Antrieb 28 zur Betätigung der Schalterpole 14 an der ersten Halbschale 22 befestigt.

10: Leistungsschalter
12: Gehäuse des Leistungsschalters
14: Schalterpol
16: Verbindungsflansch
20: erste Halbschale
18: Steuerschrank
22: zweite Halbschale
23: Verbindungsbereich
24: Stromwandler
26: Abgangsstromwandler
28: Antrieb
30: Sammelschienenflansch
32: Sammelschiene
34: Abgangsflansch
40: Zugangsleiter
42: Zugangsteilleiter
44: Zugangsteilleiter
50: Abgangsleiter
52: Abgangsteilleiter
54: Abgangsteilleiter
60: Montagevorrichtung
62: erster Haltearm
64: zweiter Haltearm
66: Erdboden

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0563803 A1 [0003]

Claims

Gasisolierter Schalter, umfassend ein metallisches Gehäuse (12) und darin befindlichen mindestens drei Schalterpolen (14), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) eine erste Halbschale (20) und eine zweite Halbschale (22) aufweist, welche lösbar miteinander verbindbar sind.
Gasisolierter Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Verbindungsbereich (23) zwischen der ersten Halbschale (20) und der zweiten Halbschale (22) annähernd parallel zu den Längsachsen der Schalterpole (14) erstreckt.
Gasisolierter Schalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalterpole (14) an der ersten Halbschale (20) befestigt sind.
Gasisolierter Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Halbschale (22) mindestens einen Sammelschienenflansch (30) zum Anschluss mindestens einer Sammelschiene (32) aufweist.
Gasisolierter Schalter nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Halbschale (22) einen Abgangsflansch (34) zum Anschluss einer Abgangseinheit aufweist.
Gasisolierter Schalter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Stromwandler (24) an der zweiten Halbschale (22) befestigt sind.
Gasisolierter Schalter nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass von den Schalterpolen (14) zu dem mindestens einen Sammelschienenflansch (30) Zugangsleiter (40) geführt sind, welche je einen an den Schalterpolen (14) befestigten schalternahen Zugangsteilleiter (42) und einen an der zweiten Halbschale (22) befestigten schalterfernen Zugangsteilleiter (44) aufweisen, wobei die schalternahen Zugangsteilleiter (42) und die schalterfernen Zugangsteilleiter (44) mittels einer Steckverbindung miteinander kontaktiert sind.
Gasisolierter Schalter nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass von den Schalterpolen (14) zu dem Abgangsflansch (34) Abgangsleiter (50) geführt sind, welche je einen an den Schalterpolen (14) befestigten schalternahen Abgangsteilleiter (52) und einen an der zweiten Halbschale (22) befestigten schalterfernen Abgangsteilleiter (54) aufweisen, wobei die schalternahen Abgangsteilleiter (52) und die schalterfernen Abgangsteilleiter (54) mittels einer Steckverbindung miteinander kontaktiert sind.
Verfahren zur Herstellung eines gasisolierten Schalters (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens drei Schalterpole (14) an einer ersten Halbschale (20) befestigt werden, und danach eine zweite Halbschale (22) mit der ersten Halbschale (20) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Stromwandler (24) an der zweiten Halbschale (22) befestigt werden, bevor die zweite Halbschale (22) mit der ersten Halbschale (20) verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schalterpolen (14) schalternahe Zugangsteilleiter (42) befestigt werden, und dass an der zweiten Halbschale (22) schalterferne Zugangsteilleiter (44) befestigt werden, und dass die schalternahen Zugangsteilleiter (42) und die schalterfernen Zugangsteilleiter (44) mittels einer Steckverbindung miteinander kontaktiert werden, bevor die zweite Halbschale (22) mit der ersten Halbschale (20) verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schalterpolen (14) schalternahe Abgangsteilleiter (52) befestigt werden, und dass an der zweiten Halbschale (22) schalterferne Abgangsteilleiter (54) befestigt werden, und dass die schalternahen Abgangsteilleiter (52) und die schalterfernen Abgangsteilleiter (54) mittels einer Steckverbindung miteinander kontaktiert werden, bevor die zweite Halbschale (22) mit der ersten Halbschale (20) verbunden wird.