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Die Erfindung bezieht sich auf ein Einschubelement für eine Schaltanlage, ein Messfeld mit einem solchen Einschubelement und eine Schaltanlage mit einem solchen Einschubelement und ein Verfahren zum Montieren von Stromwandlern und Spannungswandlern in einem Messfeld.
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Im Stand der Technik sind Einschubelemente für Schaltanlagen bekannt, die bspw. Leistungsschalter oder Sicherungen der Schaltanlage aufnehmen können und vormontiert in eine Schaltanlage eingeschoben werden können.
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In bekannten Messfeldern werden die Stromwandler und Spannungswandler direkt im Messfeld einer Schaltanlage montiert. Diese Stromwandler und Spannungswandler können in dem Messfeld vormontiert sein oder diese werden am Aufstellort der Schaltanlage beigestellt.
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Dabei ist die Montage der Spannungswandler und Stromwandler in einem Messfeld arbeitsaufwendig und potentiell fehleranfällig.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beheben.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Einschubelement für eine Schaltanlage gemäß dem Anspruch 1 und den von diesem abhängigen Ansprüchen und dem Anspruch 15.
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Ein Ausführungsbeispiel bildet ein Einschubelement für eine Schaltanlage, das ein Trägerelement und eine oder mehr Einschubvorrichtungen aufweist, wobei das Einschubelement einen oder mehr Spannungswandler und einen oder mehr Stromwandler aufweist, wobei der oder die Stromwandler und der oder die Spannungswandler auf dem Trägerelement angeordnet sind, insbesondere fest mit dem Trägerelement verbunden angeordnet sind, und auf dem Trägerelement zwischen dem oder den Stromwandlern und dem oder den Spannungswandlern ein oder mehr Störlichtbogenadditive angeordnet ist, bevorzugt fest mit dem Trägerelement verbunden angeordnet ist, und das Einschubelement mittels des oder der Einschubvorrichtungen bewegbar ist.
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Durch das mit dem Trägerelement verbundene Störlichtbogenadditiv oder die Störlichtbobgenadditive in Kombination mit dem oder den Stromwandlern und dem oder den Spannungswandlern, die mit dem Trägerelement verbunden sind, wird ein kompakter Aufbau erreicht, der gleichzeitig eine ausreichende dielektrische Festigkeit bei gleichbleibenden Spannungen und Strömen ermöglicht. Durch das so gebildete, kompakt auf einem Träger vormontierte, Einschubelement mit Spannungswandlern und Stromwandlern ist eine einfache fehlerärmere Montage der Wandler möglich. Bei den Störlichtbogenadditiven handelt es sich um Elemente zum gezielten Leiten von Störlichtbögen, zum Beispiel Bleche die auf Erdpotential liegen, um die Störlichtbogenlänge und den Energieeintrag, insbesondere Wärmeeintrag, in den Bauraum des Messfeldes zu begrenzen.
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Bevorzugt wird dabei, dass das Störlichtbogenadditiv auf einem leitenden Material gebildet ist und auf einem Erdpotential liegt.
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Besonders wird bevorzugt, dass das Störlichtbogenadditiv aus oder vorwiegend aus Kupfer oder Kupferblech oder einer Kupferlegierung gebildet wird. Alternativ ist das Störlichtbogenadditiv aus einem Blech, insbesondere einem verzinkten Blech, aus leitendem Material gebildet.
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Bevorzugt wird, dass die oder die Einschubvorrichtungen ein Teil eines Schienensystems, ein Rollensystem, ein Walzensystem und/oder ein Eingriff für einen Hubwagen sind. Unter einen Teil eines Schienensystems sind beispielsweise Schienen, Kugellager oder Rollen zu verstehen, die in entsprechend komplementär ausgelegte Rollen, oder Schienen eingreifen können und so gemeinsam ein Schienensystem bilden, bei dem die Einschubvorrichtung unter geringerem Kraftaufwand in ein Messfeld bewegt werden kann. Besonders wird bei einem solchen Schienensystem bevorzugt, dass das Einschubelement von einem Transportwaagen mit einem komplementären Teil eines Schienensystems in das Messfeld mit ebenfalls einem komplementären Teil eines Schienensystems bewegt werden kann, wobei der Teil des Schienensystems des Einschubelementes in die koplementären Teile der Schienen Systeme von Transportwagen und Messfeld eingreift. In einer bevorzugten Ausführung ist der Transportwagen in seiner Höhe und/oder Neigung verstellbar. Das Walzensystem ist so zu verstehen, dass die Walzen mit dem Einschubelement verbunden sind und das Einschubelement so in das Messfeld bewegt werden kann. Das Rollensystem ist so zu verstehen, dass die Rollen mit dem Einschubelement verbunden sind und das Einschubelement so in das Messfeld bewegt werden kann. Bei den Eingriffen für den Hubwagen sind am Einschubelement Bereiche vorgesehen, an denen oder in die der Hubwagen an- oder eingreifen kann und so das Einschubelement in das Messfeld befördert werden kann.
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Bevorzugt wird auch, dass das Einschubelement zusätzlich zu der Einschubvorrichtungen Transportösen und/oder Aufnahmen für Transportösen vorhanden sind, die einen sicheren Transport mit zum Beispiel einem Kran erlauben.
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Auch wird bevorzugt, dass das Trägerelement einem oder mehr Rahmenelementen aufweist. Dieses oder diese Rahmenelemente vereinfachen die korrekte Montage der Spannungswandler, Stromwandler und des oder der Störlichtbogenadditive.
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Weiter wird bevorzugt, dass das oder die Rahmenelemente mit dem oder den Stromwandlern fest verbunden ist. Dadurch wird auch während eines Transportes eine sichere Positionierung der Stromwandler erreicht, auch wenn diese erhöht auf dem Trägerelement positioniert sind.
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Bevorzugt wird auch, dass der oder die Spannungswandler jeweils einen ersten elektrischen Spannungswandleranschluss zur elektrischen Verbindung mit jeweils einem Stromwandler aufweisen und dass an der jeweilige erste elektrische Spannungswandleranschluss eine Spannungswandlersteuerelektrode aufweist
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Insbesondere wird bevorzugt, dass der oder die Spannungswandler jeweils an der den Stromwandlern abgewandten Seite eine elektrische Verbindung zu einem Erdkontakt, insbesondere zu einer Erdungsschiene aufweist. Die Erdungsschiene ist bevorzugt benachbart zu der Anordnung der Spannungswandler angeordnet.
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Auch wird bevorzugt, dass der oder die Stromwandler jeweils zwei elektrische Anschlüsse aufweisen, wobei ein Strom des Hauptstrompfades über einen ersten elektrischen Stromwandleranschluss und einen zweiten elektrischen Stromwandleranschluss durch den Stromwandler leitbar ist und der erste elektrische Stromwandleranschluss mit dem ersten elektrischen Spannungswandleranschluss verbunden ist.
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Weiter wird bevorzugt, dass der oder die ersten elektrischen Stromwandleranschlüsse erste Stromwandlersteuerelektroden (74) und zweite Stromwandlersteuerelektroden aufweisen und der oder die zweiten elektrischen Stromwandleranschlüsse dritte Stromwandlersteuerelektroden aufweisen.
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Insbesondere wird auch bevorzugt, dass die zweiten Stromwandlersteuerelektroden zumindest teilweise in Richtung des Störlichtbogenadditivs weisen und die ersten Stromwandlersteuerelektroden und die dritten Stromwandlersteuerelektroden in Richtung der Stromwandler weisen, mit denen diese jeweils elektrisch verbunden sind.
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Bevorzugt wird auch, dass das Einschubelement ein oder mehr Isolierstoffelemente aufweist, das oder die derart angeordnet sind, dass die dielektrischen Eigenschaften des Einschubelements verbessert werden oder sind.
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Auch wird ein Messfeld für eine Schaltanlage bevorzugt, wobei das Messfeld ein oder mehr Einschubelemente nach einem der vorstehenden Ausführungen aufweist.
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Bevorzugt wird auch eine Schaltanlage für eine Mittelspannungen oder Hochspannungen, wobei die Schaltanlage ein oder mehr Einschubelemente nach einem der vorstehenden Ausführungen aufweist.
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Weiter wird bevorzugt, dass die Schaltanlage eine gasisolierte Schaltanlage ist.
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Auch wird bevorzugt, dass das Isoliergas eines oder mehrere der folgenden Gase aufweist SF6 und/oder ein oder mehrere Fluorketone und/oder ein oder mehrere Nitrile, insbesondere fluorierte Nitrile und/oder Stickstoff und/oder Kohlendioxid und/oder Sauerstoff und/oder trockene Luft und/oder ein oder mehrere Olefine und/oder ein oder mehrere Oxirane, insbesondere fluorierte Oxirane.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Montieren von Stromwandlern und Spannungswandlern in einem Messfeld, wobei ein Trägerelement mit ein oder mehr Spannungswandler und ein oder mehr Stromwandler bestückt wird, und zwischen dem oder den Stromwandlern und dem oder den Spannungswandlern ein oder mehr Störlichtbogenadditive angeordnet werden, wobei die Reihenfolge, in der Wandler und Störlichtbogenadditive auf dem Trägerelement montiert werden, unerheblich ist, und das Trägerelement über eine Einschubvorrichtungen verfügt und so ein Einschubelement bildet, das mit den montierten ein oder mehr Spannungswandler, ein oder mehr Stromwandler und dem ein oder mehr Störlichtbogenadditiven in ein Messfeld bewegt wird und im Messfeld die elektrischen Verbindungen hergestellt werden.
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Bevorzugt wird, dass die Einschubvorrichtung eines oder mehrere der Merkmale der vorstehenden Ausführungen der Einschubvorrichtung aufweist.
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Auch wird bevorzugt, dass an dem Trägerelement ein oder mehr Rahmenelementen befestigt werden, bevorzugt vor oder nach dem montieren des oder der Stromwandler und Spannungswandler.
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Weiter wird bevorzugt, dass das oder die Rahmenelemente mit dem oder den Stromwandlern festverbunden werden.
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Bevorzugt wird auch, dass der oder die Spannungswandler jeweils an der den Stromwandlern abgewandten Seite elektrische mit einem Erdkontakt, insbesondere zu einer Erdungsschiene, verbunden werden.
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Auch wird bevorzugt, dass der oder die Stromwandler jeweils zwei elektrische Anschlüsse aufweisen, wobei ein Strom eines Hauptstompfades über einen ersten elektrischen Stromwandleranschluss und einen zweiten elektrischen Stromwandleranschluss durch den Stromwandler leitbar ist und der erste elektrische Stromwandleranschluss mit dem ersten elektrischen Spannungswandleranschluss verbunden wird, insbesondere durch eine Anschlussleitung verbunden wird. Insbesondere wird bevorzugt, dass die Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Stromwandleranschluss und dem ersten elektrischen Spannungswandleranschluss nach der Montage des oder der Stromwandler und Spannungswandler und des oder der Störlichtbogenadditive erfolgt.
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Auch wird bevorzugt, dass die Stromwandlersteuerelektrodenund die Stromwandlersteuerelektroden an den elektrischen Spannungswandleranschlüssen und an den elektrischen Stromwandleranschlüssen vormontiert sind.
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Weiter wird bevorzugt, dass ein oder mehr Isolierstoffelemente (20) vor dem bewegen des Einschubelementes in das Messfeld entweder
- - in dem Messfeld, insbesondere an den inneren Seitenwänden des Messfeldes, befestigt werden, oder
- - am Einschubelement, insbesondere an den den Seitenwänden des Messfeldes im eingeschobenen Zustand des Einschubelementes gegenüber liegenden Seiten des Einschubelementes, befestigt werden.
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Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von Figuren näher erläutert:
- 1: Schematische Darstellung einer Schaltanlage;
- 2: Schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Einschubelements mit einer Seitenwand eines Messfeldes.
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Die 1 zeigt drei Felder einer Schaltanlage 1 mit einem ersten Leistungsschaltfeld 2, einem zweiten Leistungsschaltfeld 3 und einem Messfeld 4. Eine Seitenwand 5 des Messfelds 4 ist durch einen Pfeil mit dem Bezugszeichen 5 gekennzeichnet. Des Weiteren weist das Messfeld 4 einen Bauraum 6 auf, der in der Abbildung verschlossen ist, in dem Spannungswandler und Stromwandler angeordnet sein können. In der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist der Bauraum 6 geeignet das Einschubelement aufzunehmen, was hier durch den verschlossenen Bauraum 6 nicht sichtbar ist.
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Im Stand der Technik werden die Stromwandler 70 und Spannungswandler 90 im Bauraum 6 des Messfeldes 4 angeordnet und einzeln verbaut.
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In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird in dem Bauraum 6 des Messfeldes 4 ein erfindungsgemäßes Einschubelement verbaut, auf dem die Stromwandler 70 und Spannungswandler 90 verbaut, bzw. vormontiert sind. Ein solches Einschubelement ist in der 2 schematisch dargestellt.
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Die 2 zeigt einen kompakten Aufbau eines Einschubelements 10 mit einem Trägerelement 12. Auf dem Trägerelement 12 werden die Spannungswandler 90 und Stromwandler 70 angeordnet und bevorzugt fest verankert. Zur besseren Orientierung zeigt die 2 auch die Seitenwand 5 des ansonsten in der 2 nicht dargestellten Messfeldes 4.
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Die Spannungswandler 90 weisen erste elektrische Spannungswandleranschlüsse 92 auf. Diese ersten elektrischen Spannungswandleranschlüsse 92 sind an der Oberseite der Spannungswandler 90 angeordnet. Als Oberseite wird hier insbesondere auch die dem Abzweig vom Hauptstrompfad zum Bauraum 6 der 1 zugewandte Teil des Spannungswandlers 90 und des Stromwandlers 70 betrachtet.
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Des Weiteren ist oberhalb der ersten elektrischen Anschlüsse 92 am Spannungswandler 90 eine Spannungswandlersteuerelektrode 94 vorgesehen, die hier oberhalb des ersten elektrischen Spannungswandleranschlusses 92 am Spannungswandler 90 angeordnet ist. Mit anderen Worten die Spannungswandlersteuerelektrode 94 ist zwischen dem Spannungswandleranschlusses 92 und dem Abzweig vom Hauptstrompfad zum Bauraum 6 der 1 angeordnet.
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Vom ersten elektrischen Spannungswandleranschluss 92 erstreckt sich eine Anschlussleitung 100 des Spannungswandlers 90 zum jeweils zugeordneten Stromwandler 70. Diese Anschlussleitung 100 ist auf der Seite des jeweiligen Stromwandlers 70 mit dem ersten elektrischen Stromwandleranschluss 76 verbunden.
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Der erste elektrische Stromwandleranschluss 76 weist eine zweite Stromwandlersteuerelektrode 80 auf, die sich, bzw. deren Rand sich zumindest teilweise in Richtung des Störlichtbogenadditivs 60 erstreckt. „Teilweise in Richtung des Störlichtbogenadditivs 60 erstreckt“ bedeutet insbesondere, dass sich ein Teil der zweiten Stromwandlersteuerelektrode 80 in diese Richtung erstreckt, so dass sich ein Störlichtbogen bevorzugt zwischen der zweiten Stromwandlersteuerelektrode 80 und dem Störlichtbogenadditiv 60 ausbildet.
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Die Stromwandlersteuerelektroden und die Spannungswandlersteuerelektroden weisen dabei bevorzugt die hier gezeigt pilzkopfartige Form auf, wobei auch andere Formen wie Torus, ein verzerrter Torus, eine Halbkugel oder dergleichen möglich sind, wie auch Kombinationen der genannten Formen.
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Der erste elektrische Stromwandleranschluss 76 weist an seiner Oberseite weiter eine dritte Stromwandlersteuerelektrode 72 auf, die in Richtung des Stromwandlers 70 ausgerichtet ist.
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Der zweite elektrische Stromwandleranschluss 78 weist eine erste Stromwandlersteuerelektrode 74 auf, die wie die dritte Stromwandlersteuerelektrode 72 nach unten, also partiell in Richtung des Stromwandlers 70, weist. „Partiell“ deswegen, da die erste Stromwandlersteuerelektrode 74 in diesem Beispiel nicht wie die dritte Stromwandlersteuerelektrode 72 über den Stromwandler 70 angeordnet ist, sondern zu dieser verschoben angeordnet ist. Die Orientierung der ersten Stromwandlersteuerelektrode 74 und der dritten Stromwandlersteuerelektrode 72 ist hier die gleiche.
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Die zweiten Stromwandlersteuerelektroden 80 sind mit dem ersten elektrischen Stromwandleranschluss 76 über eine Verlängerung des ersten elektrischen Stromwandleranschluss 76 Richtung Erdpotential verbunden. Diese Verlängerung des dem ersten elektrischen Stromwandleranschluss 76 wird als Abbrandhorn bezeichnet. Beim Druckanstieg durch einen Störlichtbogen fallen die Stromwandlersteuerelektroden 80 ab und der Lichtbogen brennt vom Ende des ersten elektrischen Stromwandleranschluss 76 zum Störlichtbogenadditiv 60 das auf Erdpotential liegt. Da die Verlängerung des dem ersten elektrischen Stromwandleranschluss 76 dabei bis auf die Höhe des ersten Stromwandleranschlusses 76 am Stromwandler abbrennt, spricht man dabei von einem Abbrandhorn.
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Das Einschubelement 10 weist des Weiteren ein Rahmenelement 14 auf, an dem hier die Stromwandler 70 befestigt sind.
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Des Weiteren ist in der 2 eine Seitenwand 5 des Messfeldes 4 zu erkennen. Zwischen der Seitenwand 5 und dem Einschubelement 10 ist ein Isolierelement 20 vorgesehen, das die dielektrische Festigkeit von der Verschienung zum Erdpotentiel des Einschhubelementes bei einem reduzierten Abstand noch sicherstellt. Ein weiteres Isolierstoffelement 20, welches hier nicht gezeigt ist, kann an der gegenüberliegenden Seite des Einschubelementes 10 angeordnet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltanlage;
- 2
- Leistungsschaltfeld;
- 3
- Leistungsschaltfeld;
- 4
- Messfeld;
- 5
- Seitenwand des Messfeldes 4;
- 6
- abgedeckter Bauraum des Messfeldes;
- 10
- Einschubelement;
- 12
- Trägerelement;
- 14
- Rahmenelement;
- 16
- Einschubvorrichtung;
- 20
- Isolierstoffelement;
- 50
- Erdungsanschluss;
- 60
- Störlichtbogenadditiv;
- 70
- Stromwandler;
- 72
- dritte Stromwandlersteuerelektrode;
- 74
- erste Stromwandlersteuerelektrode;
- 76
- erster elektrischer Stromwandleranschluss;
- 78
- zweiter elektrischer Stromwandleranschluss;
- 80
- zweite Stromwandlersteuerelektroden;
- 90
- Spannungswandler;
- 92
- erster elektrischer Spannungswandleranschluss am Spannungswandler;
- 94
- Spannungswandlersteuerelektrode am Spannungswandler;
- 100
- Anschlussleitung des Spannungswandlers;
- a
- Pfeil zeigt die Richtung der Orientierung der dritten Stromwandlersteuerelektrode 72;
- b
- Pfeil zeigt die Richtung der Orientierung der ersten Stromwandlersteuerelektrode 74;
- c
- Pfeil zeigt die Richtung der Orientierung der Spannungswandlersteuerelektrode 94;
- d
- Pfeil zeigt die Richtung der Orientierung der zweiten Stromwandlersteuerelektrode 80.
