DE1120541B

DE1120541B - Indoor switchgear in half-open cell design

Info

Publication number: DE1120541B
Application number: DEC13719A
Authority: DE
Inventors: Erwin Schrank
Original assignee: Concordia Masch & Elekt
Current assignee: Concordia Masch & Elekt
Priority date: 1956-09-24
Filing date: 1956-09-24
Publication date: 1961-12-28
Also published as: NL102743C; CH356814A

Description

Innenraum-Schaltanlage in halboflener Zellenbauweise In elektrischen Hochspannungsschaltanlagen ist bekanntlich immer noch, und zwar in erhöhtem Maße durch die dauernd wachsenden Leistungen der Verteilernetze, der bedeutendste Gefahrenherd der insbesondere bei Kurzschlüssen, aber auch bei Fehlschaltungen auftretende Lichtbogen. Unter seinen für den Betrieb und das Personal gefährlichen Begleiterscheinungen erfordert die Gasentwicklung besondere Aufmerksamkeit, da sie für das Personal lebensgefährlich werden kann, andererseits aber zur Zerstörung ganzer Anlagenteile durch das Wandern des Lichtbogens oder das Verursachen neuer Kurzschlüsse führt. Um die Auswirkungen eines Lichtbogens auf den davon betroffenen Abzweig zu beschränken und die übrigen Teile der Schaltanlage zu schützen, wird dieselbe durch feuerfeste Trennwände in Zellen unterteilt. Da trotz der weit vorangetriebenen Verbesserung der Schaltgeräte dieselben in der Schaltanlage immer noch die schwächsten und anfälligsten Punkte sind; ging man außerdem zu der Verwendung von Lichtbogenschutzdecken über.Indoor switchgear in semi-open cell design In electrical High voltage switchgear is known to be still, and to an increased extent the most important source of danger due to the constantly growing performance of the distribution networks the arcing that occurs in particular in the event of short circuits, but also in the event of faulty switching. Among its side effects, which are dangerous for the company and the staff The development of gas requires special attention as it is life-threatening for the personnel can be, but on the other hand to the destruction of entire system parts by wandering of the arc or causing new short circuits. To the effects of an arc to the affected branch and the rest To protect parts of the switchgear, the same is done by means of fireproof partitions in Cells divided. Because despite the far-advanced improvement of the switchgear the same in the switchgear still have the weakest and most vulnerable points are; there was also a transition to the use of arc protection blankets.

Die bekannteste und verbreitetste Ausführungsform ist die, bei der zwischen den Trennschaltern und den darüber angeordneten Sammelschienen eine Schutzdecke mit entsprechenden Durchführungen eingezogen wird. Bei dieser Bauweise werden die Sammelschienen zwar dem Gefahrenbereich eines am Trennschalter entstandenen Lichtbogens entzogen, jedoch ist damit die Zerstörung des daruntergelegenen Zellenteiles mit seinen wertvollen Schaltgeräten nicht behoben, und die Gefahr für den Bedienenden ist im Gegenteil noch größer, da die Gaswolke durch die Schutzdecke zu den Zellenfronten hin abgelenkt wird.The best known and most widespread embodiment is that in which a protective cover between the disconnectors and the busbars above them is drawn in with appropriate bushings. With this construction, the Busbars are in the danger area of an arc created at the disconnector withdrawn, but the destruction of the cell part underneath is also included his valuable switchgear not remedied, and the danger for the operator On the contrary, it is even larger, as the gas cloud passes through the protective cover to the cell fronts is distracted.

Auch hat man schon über dem Leistungsschalter und den Trennschaltern in der dachförmig geneigten Schutzdecke einen senkrecht nach oben gerichteten Abzugskamin vorgesehen. Dabei wird jedoch nur die Gefahr für das Personal verringert, indem die durch den Lichtbogen entwickelten Gaswolken leichter nach oben abziehen können und weniger nach vorn abgeleitet werden.Also one has already over the circuit breaker and the disconnector in the roof-like inclined protective cover a flue that is directed vertically upwards intended. However, this only reduces the risk to staff by the gas clouds developed by the arc can more easily be withdrawn upwards and less to be diverted forward.

Man ging in dieser Richtung noch weiter, indem der Leistungsschalter von den Trennschaltern und diese von den Sammelschienen durch Schutzdecken gegeneinander abgeschottet und dazu noch Abzugskamine vorgesehen wurden. Diese Bauweise ist material- und raummäßig außerordentlich aufwendig und dazu noch sehr unübersichtlich.One went further in this direction by adding the circuit breaker from the disconnectors and these from the busbars against each other through protective covers partitioned off and extra chimneys were provided. This construction is material and extremely complex in terms of space and also very confusing.

Es wurde auch schon eine halboffene Zellenbauweise vorgeschlagen, deren gekapselter Leistungsschalterraum nach oben in einen Druckausgleichskamin übergeht, an dessen Außenseiten die Trenn-Schalter und darüber die Sammelschienen angeordnet wurden. Diese Bauart ist raumsparend, übersichtlicher und für das Personal sicherer als vorgenannte Ausführungen. Allerdings müssen für die Trennschalter, um die Betriebssicherheit zu gewährleisten, anfällige und kostspielige Verriegelungen vorgesehen oder an ihrer Stelle Last- oder Leistungstrenner eingebaut werden.A half-open cell design has also been proposed, their encapsulated circuit breaker room up into a pressure equalization chimney passes, on the outside of which the disconnector and above the busbars were ordered. This design is space-saving, clearer and for the staff safer than the aforementioned versions. However, for the disconnectors, to ensure operational safety, vulnerable and costly interlocks provided or load or power disconnectors are installed in their place.

In Verfolgung dieses Zieles werden auch geschlossene. blechgekapselte Schaltanlagen ausgeführt, bei denen die Schaltgeräte gegeneinander abgeschottet und sogenannte Auspuffdome vorgesehen sein können. Diese Bauweise ist zwar raumsparend und bietet für das Personal mehr Sicherheit, jedoch ist jede optische Übersicht und Kontrolle ausgeschlossen, so daß der Bedienende ganz auf die oft aufwendigen und anfälligen Anzeigevorrichtungen angewiesen ist.In pursuit of this goal, closed. sheet metal encapsulated Switchgear carried out in which the switching devices are sealed off from one another and so-called exhaust domes can be provided. This design is space-saving and offers more security for the staff, but every visual overview is and control excluded, so that the operator completely on the often time consuming and vulnerable display devices.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit für die Schaltanlage und das Bedienungspersonal zu erhöhen, indem die Sammelschienen aus der Gefahrenzone der Trennschalter entfernt werden.The invention is based on the object of ensuring the safety of the switchgear and increase the operating personnel by keeping the busbars out of the danger zone the circuit breaker must be removed.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe für eine Innenraum-Schaltanlage in halboffener Zellenbauweise, deren unterer, einen Leistungsschalter enthaltender Teil gekapselt sowie mit einem nach oben abgehenden, senkrechten Druckausgleichskamin ausgestattet ist und in deren oberen abgeschotteten Teil die Sammelschienen und Sammelschienen-Trenner-vorzugsweise Last- oder Leistungstrenner - übereinander angeordnet sind, dadurch gelöst, daß die gegenüber dem unteren Anlagenteil geschützten Sammelschienen unterhalb der an den Außenseiten der senkrechten Kaminwände angebrachten Sammelschienen-Trenner angeordnet sind.According to the invention, this object is achieved for an indoor switchgear in half-open cell construction, the lower one containing a circuit breaker Partly encapsulated and with a vertical pressure equalization chimney going upwards is equipped and in the upper partitioned part of the busbars and Busbar disconnectors - preferably load or power disconnectors - arranged one above the other are solved in that the busbars protected against the lower part of the system underneath the busbar isolators attached to the outside of the vertical chimney walls are arranged.

Zweckmäßig für diesen Aufbau der Schaltanlage ist, wenn die Sammelschienen-Trenner oben Durchführungsisolatoren aufweisen, die in Weiterbildung der Erfindung in den Druckausgleichskamin hineinragen, in welchem auch die Verbindungsleitungen zu den im unteren Teil der Zelle untergebrachten Leistungsschaltern verlegt sind. Die Tiefe des Druckausgleichskamins senkrecht zur Sammelschienenrichtung entspricht dabei dem dreifachen nennspannungsmäßig bedingten Abstand eines Leiters gegen Erde. Die Sammelschienen können übereinander, nebeneinander oder gestaffelt. z. B. im Dreieck auf Stützisolatoren verlegt werden. Die in bekannter Weise fabrikmäßig hergestellten Anlagenoberteile dienen zugleich als Grundrahmen für die Isolatoren der Sammelschienen-Trenner und die Stützisolatoren der Sammelschienen.It is useful for this structure of the switchgear if the busbar disconnector above have bushing insulators that are in further development the Invention protrude into the pressure equalization chimney, in which the connecting lines to the circuit breakers housed in the lower part of the cell. The depth of the pressure equalization chimney is perpendicular to the direction of the busbar three times the nominal voltage-related distance of a conductor to earth. The busbars can be stacked, side by side or staggered. z. B. in Triangle can be laid on post insulators. The factory-made in a known manner The upper parts of the system also serve as the base frame for the insulators of the busbar disconnectors and the post insulators of the busbars.

Der wesentlichste Vorteil des Gegenstandes der Erfindung besteht darin, daß die gegenüber dem unteren gekapselten Anlagenteil abgeschotteten Sammelschienen aus der Gefahrenzone der Sammelschienen-Trenner entfernt wurden, indem die Sammelschienen-Trenner an den Außenseiten der senkrechten Kaminwände an höchster Stelle der Schaltzelle und - unter Überwindung aller Vorurteile - ohne. Verwendung weiterer Schutzdecken über den Sammelschienen an-(#eordnet sind. Der Fortschritt der erfindungsmäßigen Anordnung bei der halboffenen Bauweise - Trenner oberhalb Sammelschienen - besteht darin, daß die unterhalb des Trenners liegenden Sammelschienen durch einen am Trenner durch Fehlschaltung oder irgendwelche Ursache entstehenden Lichtbogen nicht gefährdet sind, da die ionisierten Gaswolken desselben frei nach oben zur Decke des Schaltanlagenraumes aufsteigen. Durch den Einbau der Trenner an höchster Stelle der Schaltzelle steht der Bedienende weit außerhalb der Gefahrenzone der Gaswolken. Denn Versuche haben gezeigt, daß es selbst bei Verwendung normaler Trenner als Sammelschienen-Trenner nicht möglich ist, einen am Trenner eingeleiteten Lichtbogen nach unten zu treiben. Ein durch Fehlschaltung des Trenners entstandener Lichtbogen wird also nicht zu den Sammelschienen herabwandern, einerlei, ob es eine Einspeisung oder ein Abgang ist, d. h. ob der Energiefuß von oder zu den Sammelschienen erfolgt. Damit aber auch die Möglichkeit der Bildung eines Lichtbogens infolge Fehlschaltung eines Sammelschienen-Trenners, die zwar auch durch aufwendige und anfällige Verriegelungen behoben werden kann, ausgeschlossen ist, werden vorzugsweise an ihrer Stelle Last- oder Leistungstrenner eingebaut, die jederzeit ohne Nebenwirkungen den Betriebsstrom abzuschalten in der Lage sind.The main advantage of the subject matter of the invention is that the busbars are sealed off from the lower encapsulated part of the system from the danger zone the busbar disconnectors were removed by the busbar disconnectors on the outside of the vertical chimney walls at the highest point of the switchgear cubicle and - overcoming all prejudices - without. Use of additional protective blankets over the busbars - (# are arranged. The progress of the inventive Arrangement in the half-open design - disconnector above busbars - exists in that the busbars located below the disconnector are replaced by one on the disconnector not endangered by faulty switching or arcing caused by any cause because the ionized gas clouds of the same freely up to the ceiling of the switchgear room rising up. By installing the isolator at the highest point in the switchgear cell the operator far outside the danger zone of the gas clouds. Because attempts have shown that it is even when using normal disconnectors as busbar disconnectors it is not possible to drive down an arc initiated at the disconnector. An arc caused by faulty switching of the isolator will therefore not occur wander down the busbars, regardless of whether it is an infeed or an outgoing feeder is, d. H. whether the energy flow is from or to the busbars. But with that also the possibility of arcing as a result of faulty switching of a busbar disconnector, which can also be remedied by complex and fragile interlocks, is excluded, load or power disconnectors are preferably used instead built-in, which can switch off the operating current at any time without side effects Location are.

Ein weiterer Vorteil einer derartigen Schaltanlage. der die Betriebssicherheit und die Sicherheit für das Bedienungspersonal erhöht, ist eine einwandfreie Druckentlastung des unteren, den Leistungsschalter aufnehmenden Anlagenteiles, da der Druckausgleichs-Kamin gegenüber den üblichen Kaminen einen verhältnismäßig großen Querschnitt hat. Seine Tiefe ist derart ausgelegt, daß die Leitungsverbindungen von den Sammelschienen-Trennern zu und von dem Leistungsschalter in der jeweils erforderlichen Anzahl bequem untergebracht werden. Infolge des Fortfalls besonderer Schutzwände zwischen den Sammelschienen und den darüber angeordneten Trennerv sind diese gut zu übersehen und zu überwachen. Auch die Bauhöhe wird dadurch verringert.Another advantage of such a switchgear. the operational safety and increases the safety for the operating personnel, is a proper pressure relief of the lower part of the system accommodating the circuit breaker, as the pressure equalization chimney has a relatively large cross-section compared to the usual chimneys. His Depth is designed so that the line connections from the busbar isolators conveniently accommodated to and from the circuit breaker in the required number will. As a result of the elimination of special protective walls between the busbars and the separating nerve arranged above, these can be easily overlooked and monitored. This also reduces the overall height.

Erheblich sind aber auch die wirtschaftlichen Vorteile. die durch die erfindungsmäßige Anordnung bei der halboffenen Zellenbauweise erzielt werden. Die Bauhöhe des Gerüstaufbaues kann noch dadurch wesentlich verringert werden, wenn die Sammelschienen in an sich bekannter Weise im Dreieck gestaffelt oder gar nebeneinander statt übereinander angeordnet werden, wodurch sich eine weitere Ersparnis an umbautem Raum ergibt. Wenn der Anlagenoberteil, der zugleich als Grundrahmen für die Stützisolatoren der Sammelschienen-Trenner und der Sammelschienen dient, fabrikmäßig hergestellt wird, können Montagekosten am Aufstellungsort der Schaltanlage eingespart werden.But the economic advantages are also significant. by the arrangement according to the invention can be achieved in the half-open cell construction. The overall height of the scaffolding structure can still be significantly reduced if the busbars staggered in a known manner in a triangle or even next to each other instead of being arranged one above the other, which means that there is a further saving in built-up space Gives space. If the upper part of the system, which also serves as the base frame for the post insulators the busbar disconnector and the busbars are used, factory-made assembly costs at the installation site of the switchgear can be saved.

Die Schaltanlage gemäß der Erfindung kann mit Doppel- oder Einfachsammelschienen-System ausgeführt werden. Der erfindungsgemäße Aufbau wird mit gleichem Erfolg für freistehende Zellen als auch für Wandzellen verwendet.The switchgear according to the invention can be equipped with a double or single busbar system are executed. The structure according to the invention is equally successful for freestanding Cells as well as wall cells.

Die Einzelheiten sind dem auf der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen, wobei Fig.1 einen Querschnitt durch eine Zelle der Anlage mit Doppelsammelschienen-System, Fig.2 ein Einzel-Oberteil der Schaltanlage in abgeänderter Ausführung darstellt, in der die Bezugszeichen mit Beistrichen versehen sind.The details are the one shown schematically in the drawing Referring to the embodiment, FIG. 1 shows a cross section through a cell the system with double busbar system, Fig. 2 a single upper part of the switchgear represents in a modified version, in which the reference numerals are provided with commas are.

Zwischen der zum Bedienungsgang der Anlage gerichteten vorderen Frontwand 1, die als Tür aus Stahlblech ausgebildet sein kann, und der Trennwand 2, hinter der alle Hochspannungsgeräte und Leitungen untergebracht sind, befinden sich im Relaisschrank 3 alle Niederspannungsgeräte, Relais, Instrumente und Verdrahtungen. Die Trennwand 2 bildet allein oder zusammen mit der Frontwand l die Kapselung der Zelle in Richtung zum Bedienungsgang. Als Kapselung in Richtung zum Kontrollgang ist die hintere Frontwand 4 vorgesehen. All low-voltage devices, relays, instruments and wiring are located in the relay cabinet 3 between the front front wall 1, which is directed towards the operator's aisle, which can be designed as a sheet steel door, and the partition 2, behind which all high-voltage devices and cables are housed. The partition 2 alone or together with the front wall 1 forms the encapsulation of the cell in the direction of the service aisle. The rear front wall 4 is provided as an encapsulation in the direction of the inspection passage.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Trennwand 2 zugleich Tragwand einerseits für Hochspannungsgeräte und andererseits für die Geräte der Hilfsstromkreise. Gezeichnet sind der Leistungsschalter 5 mit angebautem Antrieb 6, Stromwandler 7 mit in den Relaisschrank 3 hineinragenden Sekundäranschlüssen 8 und der sogenannte Kabeltrenner 9.In the embodiment shown, the partition 2 is at the same time Support wall on the one hand for high-voltage devices and on the other hand for the devices of the Auxiliary circuits. The circuit breaker 5 with an attached drive is shown 6, current transformer 7 with secondary connections protruding into the relay cabinet 3 8 and the so-called cable separator 9.

Über dem gekapselten unteren Zellenteil befindet sich der Druckausgleichskamin 10, der unabhängig von den Zellenseitenwänden von den Kaminwänden 11 und 12 gebildet ist. Diese sind zugleich die Tragwände der Sammelschienen-Trenner 13 und 15 und der Sammelschienen mit ihren Stützisolatoren 14 bzw. 16. The pressure equalization chimney 10, which is formed by the chimney walls 11 and 12 independently of the cell side walls, is located above the encapsulated lower cell part. These are at the same time the supporting walls of the busbar isolators 13 and 15 and the busbars with their support insulators 14 and 16, respectively.

Die Verbindung der Sammelschienen-Systeme 1 und 11 erfolgt über die Sammelschienen-Trenner 13 und 15. Bei den üblichen Ab- und Zugangszellen erfolgt der Anschluß der Sammelschienen-Trenner an den Leistungsschalter 5 über Leitungen 17 zwischen den Durchführungsisolatoren 18 und 19 und über die Verbindungsleitungen 20. Bei der Kuppelzelle kommen die Leitungen 17 in Fortfall, und der Leistungs-Kuppelschalter wird über die Leitungen 21 und 22 mit den Sammelschienen-Systemen verbunden.The busbar systems 1 and 11 are connected via the busbar isolators 13 and 15. In the usual exit and access cells, the busbar isolators are connected to the circuit breaker 5 via lines 17 between the bushing insulators 18 and 19 and via the connecting lines 20. In the case of the coupling cell, lines 17 are no longer available, and the power coupling switch is connected to the busbar systems via lines 21 and 22.

In Fig. 1 sind die Sammelschienen der Systeme 1 und 11 senkrecht übereinander auf den Stützisolatoren 14 bzw.16 angeordnet. Die Stützer können dabei genau wie die Stützer 23 und 24 sowie die Durchführungen 18 und 19 der Sammelschienen-Trenner 13 und 15 schon bei der fabrikmäßigen Herstellung auf den senkrechten Kaminwänden 11 und 12 befestigt werden. Letztere bilden mit den abgewinkelten Trennwänden 25 und 26 den Anlagenoberteil, der die Abschottung der Sammelschienen-Systeme I und II gegen den unteren Anlagenteil und gegen den Druckausgleichskamin 10 ergibt.In Fig. 1, the busbars of systems 1 and 11 are arranged vertically one above the other on post insulators 14 and 16, respectively. Just like the supports 23 and 24 and the bushings 18 and 19 of the busbar isolators 13 and 15, the supports can be attached to the vertical chimney walls 11 and 12 during factory production. The latter, with the angled partitions 25 and 26, form the upper part of the system, which seals off the busbar systems I and II from the lower part of the system and from the pressure equalization chimney 10 .

Die Anlagenoberteile können als obere Zellenteile in der Längsrichtung der Anlage der Zehenteilung entsprechend mit senkrechten Trennwänden 27 und 28 versehen werden, die die Sammelschienen-Trenner benachbarter Abzweige abschotten. Diese Trennwände können nur im oberen Teil zwischen den Trennerv vorgesehen werden, oder sie werden wie in der Zeichnung bis zu den abgewinkelten Trennwänden 25 und 26 herabgezogen. In letzterem Fall werden in die Trennwände 27 und 28 in bekannter Weise Durchführungsisolatoren für die Sammelschienen eingebaut, so daß die Stützisolatoren 14 und 16 entfallen.The upper parts of the system can be provided as upper cell parts in the longitudinal direction of the system of the toe division with vertical partitions 27 and 28 , which seal off the busbar isolators of adjacent branches. These dividing walls can only be provided in the upper part between the dividing nerves, or they are pulled down to the angled dividing walls 25 and 26, as in the drawing. In the latter case, bushing insulators for the busbars are installed in the partition walls 27 and 28 in a known manner, so that the post insulators 14 and 16 are omitted.

Eine noch raumsparendere Bauweise mit geringerer Bauhöhe ergibt sich, wenn entsprechend Fig.2 die Befestigung der Sammelschienenstützer 16' nicht auf der senkrechten, den Sammelschienen-Trenner 15' tragenden Kaminwand 12', sondern auf der angewinkelten Trennwand 26' erfolgt. Auch bei dieser Bauweise können die Sammelschienenstützer 16' entfallen, wenn Durchführungsisolatoren für die Halterung der Sammelschienen in den Zellentrennwänden 28' vorgesehen werden. Als Zwischenlösung zu den Beispielen in Fig. 1 und 2 können die Sammelschienen durch entsprechende Anordnung der Stütz- oder Durchführungsisolatoren in verschiedenen Höhen oder in Dreiecksform unterhalb der Sammelschienen-Trenner angeordnet werden.A still more space-saving construction with smaller overall height is obtained when 16 'is not on the vertical, the busbar disconnector 15' supporting fire wall 12 ', but on the angled partition wall 26' is carried out in accordance with Figure 2, the attachment of the busbar support. With this design, too, the busbar supports 16 'can be omitted if bushing insulators are provided for holding the busbars in the cell partition walls 28'. As an interim solution to the examples in FIGS. 1 and 2, the busbars can be arranged below the busbar isolators by appropriate arrangement of the support or bushing insulators at different heights or in a triangular shape.

Die Anordnung von Sammelschienen-Trennern unmittelbar oberhalb von Sammelschienen ist an sich bereits im klassischen Schaltanlagenbau bekannt. Hierauf erstreckt sich das Schutzbegehren allein nicht.The arrangement of busbar disconnectors immediately above Busbars are already known per se in classic switchgear construction. On that the protection request alone does not extend.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Indoor switchgear in half-open cell design, the lower part of which is encapsulated and contains a circuit breaker and is equipped with a vertical pressure equalization chimney extending upwards and the busbars and busbar disconnectors, preferably load or power disconnectors, one above the other in the upper, partitioned part are arranged, characterized in that the relative to the lower part of the plant protected busbars immediately below the at the outer sides of the vertical chimney walls (11, 12) attached to the busbar disconnector (13, 15) are arranged.

2. Switchgear according to claim 1 with double busbar system, characterized in that the pressure equalization chimney (10) perpendicular to the busbar direction has a depth which corresponds to three times the nominal voltage-related distance of a conductor to earth.

3. Switchgear according to claim 1 and 2, characterized in that the busbar isolators (13, 15) at the top have bushing insulators (18, 19) which protrude into the pressure equalization chimney (10) in which the connecting lines (20, 21, 22 ) are laid to the circuit breakers (5) housed in the cells of the lower part of the system.

4. Switchgear according to claim 1 to 3, characterized in that that the busbars either one above the other, side by side or staggered, e.g. B. are laid in a triangle on post insulators.

5. Switchgear according to claim 1 to 4, characterized in that the factory-made in a known manner The upper part of the system is also the base frame for the post insulators of the busbar disconnectors and the busbar is on. Publications considered: German patent specification No. 728 831; Weickert, "high-voltage systems",

6th edition (1945), pp. 342/343; Siemens-Zeitschrift, 1956, p. 315; ETZ-A, 1956, p. 302; AEG-Mitteilungen, 1955, p.283.