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Hochspannungssehalteinheit mit ein- und ausfahrbarem und verriegelbarem
Schaltgerätewagen, insbesondere in gekapselter Ausführung Die Erfindung. betrifft
eine Hochspannungsschalteinheit, bestehend aus einer Schaltzelle mit ein- und ausfahr-
und in verschiedenen Stellungen verriegelbare,m Schaltgerätewagen, mit lösbaren
Anschlüssen mit beweglichen Anschlußteilen für elektrische Hochuni Niederspannungs-
sowie für pneumatische Leitungen zwischen der feststehenden Schaltzelle und dem
Schaltgerätewagen und mit einer QuerveTriegelungsvorrichtung mit quer zur Fahrtrichtung
des Schaltgerätewagens bewegten Riegelorganen im Frontteil des Schaltge.rätewaaens,
insbesondere in gekapselter Ausführung.
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Die Erfindung besteht darin, daß bei einer derartigen Hochspannungsschalteinheit
die beweglichen Anschlußteile der lösbaren Niederspannungs- und pneumatischen Leitungsanschlüsse
quer zur Ein- bzw. Ausfahrbewegung des Schaltgerätewagens zusammen mit der Querverriegelungsvorriehtung
im bedienungsseitigen Frontteil des fahrbaren Schaltgerätewagens angeordnet sind.
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Man erreicht durch die Erfindung gegenüber bekannten Schalteinheiten
den Vorteil, daß die Niederspannungs- und pneumatischen Anschlüsse ebenso wie die
Verriegelungsvorrichtung nicht mehr durch Hochspannung oder Lichtbogenwirkung gefährdet
sind, falls an den Hochspannungsleitungen eine Störung auftritt. Außerdem ergibt
sich bei der Erfindung die Möglichkeit, die Niederspannungs- und pneumatischen Anschlüsse
zusammen mit den Elementen der Querverriegelung durch einen gemeinsamen Antrieb
zu betätigen, wodurch sich eine vorteilhafte bauliche Vereinfachung erreichen läßt.
Der Antrieb kann dabei sowohl als Handantrieb als auch als Fernantrieb ausgebildet
sein oder eine Kombination solcher Antriebe darstellen.
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Als gemeinsamer An:crieb kann eine Welle und mindestens eine mit dieser
verbundene Schubstange verwendet werden, die mit den Querverriegelungselementen
des Schaltgerätewagens und mit den Verriegelungselementen der auf diesen angeordneten
Geräte (z. B. Trenn- oder Leistungsschalter) und mit beweglichen Teilen der lösbaren
Anschlüsse, d. h. der elektrischen Stecker und pneumatischen Rohrkupplungen, verbunden
ist.
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Bei Verwendung mehrerer Schubstangen für die Querverriegelung können
wenigstens zwei Schubstangen zueinander gegenläufig bewegt werden. Die Schubstangen
tragen vorteilhafterweise die beweglichen Teile von elektrischen Niederspannungs-
und pneumatischen Kupplungen. Ein solcher Schaltgerätewagen ist vielseitig verwendbar,
in dem er mit den verschiedenartigsten Geräten versehen werden und daher den verschiedenartigsten
Zwecken dienen kann. So kann er z. B. mit einem Leistungs- oder Trennschalter oder
mit Hochspannungssicherungen oder mit Meßeinrichtungen versehen und dementsprechend
als ein- und ausfahrbarer Leistungsschalter, ein- und ausfahrbarer Trennschalter,
ein- und ausfahrbarer Sicherungstrenner oder ein- und ausfahrbarer Meßsatz verwendet
werden. Dabei können die elektrischen Kupplungseinrichtungen für die Niederspannungsleitungen
und die pneumatischen Kupplungen für einen eventuell vorhandenen Druckluftantrieb
eines Schalters mit der mechanischen Verriegelungsvorrichtung des fahrbaren Teiles
derart vereinIgt und verbunden sein, daß die Kupplungen beim Entriegeln automatisch.
gelöst und beim Verriegeln automatisch geschlossen werden.
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Bei Hochspannungsschalteinheiten mit auf dem Schaltgerätewagen angeordneten,
mit Druckluft betriebenen Leistungsschalter bzw. Lasttranner mit einer Verriegelung,
welche bei eingefahrenem, verriegeltem Schaltgerätewagen das Betätigen ,des Schalters
gestattet und bei eingefahrenem Schaltgerätewagen und eingeschaltetem Schalter das
Entrioge#ln und damit das Ausfahren des Schaltgerätewagens verhindert und bei ausgefahrenem
Schaltgerätewagen und eingeschaltetem Schalter das Einfahren des Schaltgerätewagens
verhindert, wird erfindungsgemäß nur ein einziger Verriegelungshebed so angeordnet,
daß er um eine Achse, vorzugsweise parallel zur Fahrtrichtung des
Schaltgerätewagens
drehbar und mit zwei Schubstangen verbunden ist. Diese werden beim Betätigen des
Verriegelungshebels z. B. in einander entgegengesetzten Richtunzen bewegt. Eine
Schubstange ist dein Antrieb des Schalters als Riegelglied und der Druckluftkupplung
als Träger des bewegten Druckluftkupplungsteiles und die andere Schubstange dem
beweglichen Teil der Niederspannungssteckvorrichtung, und zwar derart zugeordnet,
daß bei eingeschaltetem Schalter das Betätigen der Verriegelung und das Ausfahren
des Schaltgerätewagem sowie ein Lösen der elektrischen Kupplungen und der Druckluftkupplun-Qen
verhindert ist. Die beiden gegenläufig beweglichen Schubstangen sind als Querverriegelungsstangen
ausgebildet. Die Druckluftkupplung zwischen dem Druckluftanschlußteil im Gehäuse
der Schalteinheit und den Druckluftverbrauchern im Schaltgerätewagen ist mit der
Verriegelungsvorrichtung derart verbunden, daß die Druckluftkupplung beim Entriegeln
geöffnet, beim Verriegeln aber geschlossen wird. Alle diese Vorgänge werden von
einer einzigen Welle mit einem einzigen Handhebel durchgeführt, der dabei von einer
Endstellung in die andere bewegt wird.
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Gemäß der weiteren Erfindung kann die Querverriegelung in ihrer Betriebsstellung
gleichzeitig als Sprungsicherung für den Kurzschlußfall ausgebildet sein. welche
bewirkt, daß der Schaltgerätewagen im Kurzschlußfall nicht durch die dabei auftretenden
dynamischen Kräfte hochspringt. Das kann dadurch erzielt worden, daß der Riegel
des Schaltgerätewagens in der verriegelten Stellung von oben durch einen Teil oder
Anschlag abgedeckt ist, welcher mit dem feststehenden Teil, also z. B. der Wand
der Hochspannungsschalteinheit, fest verbunden ist.
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Vorteilhaft ist es ferner, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung
der Betätigungshebel nur in den Endstellungen abnehmbar ist. Durch diese Maßnahme
ist ein besonderer Schutz gegen Eingriffe Unbefugter gegeben.
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Das Ein- und Ausfahren des Schaltgerätewagens, das Verriegeln und
Entriegeln und das Öffnen und Schließen des Berührungsschutzes kann gemäß der weiteren
Erfindung mit Hilfe von Relais und besondere Steuereinrichtungen für Druckluft-
oder mit Hilfe von elektrischen Antrieben erfolgen.
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Außerdem können Meldemittel vorgesehen sein, welche an der von der
Hochspannungssehalteinheit weit entfernt stehenden Schaltwarte anzeigen, ob der
Schaltgerätewagen ein- oder ausgefahren bzw. ob bei eingefahrenem Schaltgerätewagen
dieser verriegelt ist.
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Der Schaltgerätewagen kann an Stelle eines Leistungsschalters bzw.
Lasttrennschalters mit einem Stromwandler und Hochspannungs-Steckvorrichtungen auegerüstet
sein und dann als Trennschalter benutzt werden.
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Man kann den Schaltgerätewagen aber auch mit Hochspannungssicherungen
und Hochspannungs-Steckvorrichtungen ausrüsten und ihn dann als Sicherungstrenner
verwenden.
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Eine andere Möglichkeit der Verwendung des Schaltgerätewagens besteht
darin, daß er mit Hochspannungssicherungen, Spannungswandlern und Hochspannungs-Steckvorrichtungen
ausgerüstet wird, um die Sammelschienenspannung messen zu können.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn zur Übertragung von .Antriebskräften
innerhalb des Schal:tgerätewagens biegsame Bauelemente, z. B. biegsame Wellen, vorgesehen
sind. Dadurch ist eine freizügige und raumsparende Anordnung der einzelnen Einrichtungsteile
in dem Schaltgerätewagen ermöglicht.
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Durch die Erfindung wird auch eine einfache. robuste mechanische Schalterverriegelung
bei Hand-und Druckluftbetrieb geschaffen. Sie zeichnet sich durch definierte Trenn-
und Betriebsstellungen des Schaltgerätewagens und die obenerwähnte Sprungsicherung
aus.
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In Störungsfällen kann nach Abnahme einer Frontabdeckung des Schaltgerätewagens
in die Verriegelungselemente und in die anderen Teile eingegriffen werden, weil
diese an der Frontseite des Schaltgerätewagens leicht zugänglich angeordnet sind.
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Ein besonderer Vorteil besteht noch darin, daß mit Ausnahme der Strom-
und Spannungswandlerleitungen alle elektrischen und Druckluftleitungen außerhalb
des Hochspannungsbereiches liegen und daher auch zum Zwecke der Wartung leicht zugänglich
sind. Gemäß der Erfindung fallen auch besondere Hilfse:nrichtungan, wie z. B. Federn,
für das Ein- und Ausfahren des Schaltgerätewagens fort, da beim Ein-bzw. Ausfahren
nur die Reibungswiderstände an den Hochspannungs- und Erdungskontakten zu überwinden
sind.
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Die Einfachheit der Verriegelungs- und sonstigen Bauelemente ermöglicht
es, daß auch am Einsatzort mit weniger gut eingerichteten Werkstätten Reparaturen
vorgenommen werden können.
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Die mit Trennern bzw. Trennsicherungen ausgerüsteten Schaltgerätewagen
sind so ausgebildet, daß ein späterer Einbau eines Leistungsschalters, beispielsweise
Expansionsschalters, ohne wesentliche Änderungen möglich ist.
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In der von der Hochspannungsschaltstation, welche mit Hochspannungsschalteinheiten
nach der Erfindung ausgerüstet ist, weit entfernt liegenden Schaltwarte kann ein
Leuchtschema nach Art eines Leuchtschaltbildes angeordnet sein, welches einen Überblick
über den jeweiligen Betriebszustand gibt und bei Störungen ein schnelles Erkennen
der Fehlerursachen gestattet.
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Die Hochspannungsschalteinheit mit Schaltgerätewagen gemäß der Erfindung
hat einen Druckluftantrieb für das Ein- und Ausfahren des Schaltgerätewaaens. Der
Antrieb ist so angeordnet und ausgebildet, daß er im Störungsfalle, z. B. beim Wegbleiben
der Druckluft, z. B. mit einer Ratsche mit der Hand betätigt werden kann. Für die
Übertragung mechanischer Kräfte können auch hier biegsame Bauelemente nach Art von
biegsamen Wellen, wie z. B. Bowdenzüge, oder aber auch entsprechende Hebel und Gestänge
verwendet werden.
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Für die Betätigung der Ein- und Ausfahrverriegelung wird ein entsprechender
besonderer Druckluftantrieb im feststehenden Teil vorgesehen. Die Kraftübertragung
nach dem Schaltgerätewagen erfolgt übet einen Bowdenzug mit einem Kupplungsglied.
Zur Steuerung dienen elektrische Relais in Verbindung mit einem Druckluftsteuergerät.
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Für die Durchführung der selbsttätigen Vorgänge können an Stelle von
Druckluftantrieben auch elektrische Antriebe verwendet werden, für welche elektrische
Hilfsstromquellen vorzusehen sind.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in F i g. 1 bis 8 schematisch
dargestellt.
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F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht einer stahlblechgekapselten Schalteinheit
nach Abnahme einer Seitenwand mit der erfindungsgemäßen Verriegelun.gseinrichtung;
F
i g. 2 und 3 zeigen die in der Frontseite angeordneten Verriegelungs- und Kupplungseinrichtungen
von vorn und von der Seite, teilweise in Ansicht und teilweise im Schn:,tt; F i
g. 4 und 5 veranschaulichen die Vorrichtung zum Ein- und Ausfahren des Schaltgerätewagens
mit Hilfe von Druckluft, z. B. durch Fernbedienung.
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Während sich die F i g. 1 bis 5 auf einen Schaltgerätswagen mit einem
auf ihm angeordneten Expansionsschalter als Leistungsschalter beziehen, zeigen F
i g. 6 bis 8 Ausführungen der Schaltgerätewagen mit anderen aufgebauten Teilen,
so z. B. in F i g. 6 einen Schaltgerätewagen, der als Trenner dienen kann, in F
i g. 7 einen, der als Sicherungstrenner und in F i g. 8 einen, der als Spannungsmeßsatz
dienen kann.
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Gemäß F i g. 1 besteht die Hochspannungsschaltei:nheit aus dem feststehenden
Teil, dem Gehäuse 1 mit der Kabelzuleitung 2, Durchführungsisolatoren 3 für den
Kabelanschluß und Durchführungsisolatoren 4 für den Anschluß der Sammelschienen
5. Mit 6 ist der Schal:tgerätewagen bezeichnet. Dieser ist mit der Querverriegelungseinrichtung
7 versehen, welche an dem Frontteil 8 des Schaltgerätewagens 6 angeordnet ist. Mit
9 ist ein Stromwandler, mit 10 ein Spannungswandler, mit 11 ein Expansionsschalter
bezeichnet. In dem stationären Teil ist noch ein jalousieart ber Berührungsschutz
12 angeordnet.
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Gemäß F i g. 2 besteht die Verriegelungseinrichtung aus einer Welle
13 mit aufsteckbarem Handhebel 14. Eine hinter dem aufsteckbaren Handhebel
14 befindliche Kupplungsscheibe 14a, die auf der Welle 13 fest angeordnet
ist, ist durch Schubstangen 15 und 16 mit den Querverriegelungselementen (Schubstangen)
17 und 18 verbunden. Die Schubstange 17 betätigt die Steckvorrichtung 19, welche
an der Stelle 20 mit der Schubstange verschweißt ist. Die Schubstange 18 trägt ein
Verriegelungsblech 21 mit einer Aussparung 22 für die Welle 23 des Handantriebes.
Das Verriegelungsblech ist an der Stelle 24 mit der Schubstange 18 verschweißt.
Mit 25 ist ein Rohrkupplungsteil bezeichnet, welches an dem Verriegelungsblech 21
befestigt ist. Dieser gehört zu dem Druckluftschlauch bzw. Rohr 26, das mit dem
Druckluftantrieb 27 für den Expansionsschalter verbunden ist. An der Wand 28 der
Zelle 1 ist ein Winkelprofil 29 mit zwei angeschweißten Führungen 29 a befestigt.
Sie bilden zusammen mit dem Winkelprofil 29 einen U-förmigen Kanal zur Aufnahme
der Schubstange 18. Außerdem ist an der Wand 28 ein Rohrmundstück 30 zur Aufnahme
des Rohrkupplungsteides 25 befestigt. Der Schlauch bzw. das Rohr 26 ist die bewegliche
Verbindung zwischen dem Rohrkupplungsteil 25 und dem Druckluftantrieb 27 des Expansionsschalters
11.
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Die linke Wand 31 des feststehenden Teiles der Hochspannungssehalteinheit
trägt den feststehenden Teil 32 der elektrischen Kupplung für die Niederspannungsleitungen.
Das Anschlagblech 38 c, angeschweißt am Winkel 38a, begrenzt die Einfuhrtiefe des
Schaltgerätewagens dadurch, daß der am Sch.altgerätewagen angeschweißte Anschlag
38 d gegen dieses Anschlagblech 38 c stößt.
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Die Anordnung ist im entriegelten Zustand dargestellt. Soll die Verriegelung
vorgenommen werden, so wird der Handhebel 14 in Richtung 35 bewegt. Dabei wird die
Schubstange 17 nach links und die Schubstange 18 nach rechts geschoben, und es werden
die elektrischen Kupplungen sowie die Druckluftkupplung geschlossen. Außerdem greift
das Ende 36 der Schubstange 18 in den U-förmigen Kanal an der Wand 28 und das Ende
37 der Schubstange 17 in den U-förmigen Kanal 38 an der Wand 31, der im Aufbau und
der Wirkung den U-förmigen Kanal 29, 29a auf der rechten Seite an der Wand
28 entspricht. Diese U-förmigen Kanäle sichern den Sohaltgerätewagen in der Einfuhrstellung.
Sie dienen auch als Sprungsicherungen.
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In F i g. 3 ist eine Riegelstange 39 dargestellt. Diese stellt eine
Verbindung zwischen dem Riegel 18 mit der Raste 18 a einerseits und
einem Riegelstift 18 b
des Schalters 11 andererseits her. Der Riegelstift
18 6 drückt bei eingeschaltetem Schalter 11 die Riegelstange 39 in die Raste 18
a des Riegels 18 und verhindert dadurch das Ausfahren des Sohaltgerätewagens bei
eingeschaltetem Schalter 11. Die Feder 39 a ist bestrebt, die Riegelstange 39 aus
der Raste 18 a herauszuziehen.
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Eins abnehmbare Blechhaube 41 schützt die Verriegelungsvorrichtung
und die anderen Teile der Anordnung gegen Verstaubung usw.
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Ein um den Bolzen 42 drehbarer Klappriegel 42a hat die Aufgabe, beim
Ausfahren des Schaltgerätewagens diesen in der Trennstellung festzuhalten. Der Klapphebel
wird hochgeklappt, wenn der Schaltgsrätewagen aus dtr Einheit herausgezogen wird.
Beim Einfahren des Sohahgerätewagens klappt er zwangläufig hoch, da der Teil 38
d gegen die schiefe Ebene 42 b stößt.
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Mit 43 ist ein Meldeschalter bezeichnet. Er hat den Zweck, alle Meldungen
in an sich bekannter Weise an die entfernt stehende Warte oder an andere Meldeeinrichtungen
weiterzugeben (s. F i g. 2).
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In F i g. 4 ist die Druckluftbetätigunug des Schaltgerätewagens dargestellt.
Hierzu gehört ein Druckluftantrieb 46 mit einem Rohranschluß 47 für das Ausfahrkommando
und einem Rdhranschluß 48 für das Einfahrkommando. Mit 49 und 50 sind zwei Rohranschlüsse
für Luftleitungen für pneumatische Stellungsrückmelder bezeichnet. Der Druckluftantrieb
46 ist an der Wand 28 angeordnet und wird von einem Druckluftsteuergerät über »Ein«-
bzw. »Aus«-Druckknöpfe gesteuert. Der Druckluftantrieb hat einen um die Achse 51
drehbaren Hebel 52. Dieser ist mit Hilfe des Bowdenzuges 53 mit dem um die Achse
54 drehbaren Hebel 55 verbunden. An dem Hebel 55 ist die Kupplungsstange 56 für
den Schaltgerätewagen angelenkt. Diese ist in Führungsbahnen 57 und 58 geführt.
Die Kupplungsstange 56 ist mit einem herausnehmbaren Bolzen 56a mit der Lasche
6 a des Schaltgerätewagens 6 gekuppelt (vgl. F i g. 5).
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Für die Fernbetätigung der Eiaa- und Ausfuhrverriegelung, d. h. der
Riegelstangen 17, 18, dient ein Druckluftantrieb 71 an der Wand 28. Er ist in der
gleichen Weise wie der Fernantrieb des Sehaltgerätewagens ausgebildet. Der Hebel
72 ist analog dem Hebel 52 durch einen Bowdenzug 73 mit dem Hebel 74 verbunden.
Der Hebel 74 sitzt fest auf der Welle 13 und ist somit über diese Welle, die Kupplungsscheibe
14 a und die Kupplungsstangen 15, 16 mit den Riegelstangen 17, 18 verbunden. Die
beiden Bowdenzüge 53 und 73 sind lösbar mit den Hebeln 52 und 72 verbunden durch
Kupplungsglieder 52 a und 72 a (vgl. auch F i g. 2).
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Auch die den Berührungsschutz bildende Jolousie hat einen Druckluftantrieb,
so daß sie nicht nur mit der Hand, sanden auch mit dem ferngesteuerten Druckluftantrieb
geöffnet und geschlossen werden
kann. Der Antrieb der Jalousie besteht,
wie F i g. 1 zeigt, aus an beiden Enden der Jalousie des Berührungsschutzes
12 angeordneten Stangen 77, die um die Achse 78 in Pfeilrichtung drehbar
sind. An ihnen greift ein Bowdenzug 79 an, welcher zu dem Druckluftantrieb
80 im Instrumentenraum 81 der Hochspannungsschalteinheit führt. Dieser
Druckluftantrieb wird ebenso wie die anderen in an sich bekannter und daher hier
nicht dargestellter Weise von einem Druckluftsteuergerät mit Druckluft versorgt,
das seinerseits hand- und ferngesteuert ist.
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In der F i g. 5 ist der Schaltgerätewagen perspektivisch dargestellt.
Der Bowdenzug 73 führt zu dem an der Wand 28 befindlichen Druckluftantrieb 71 im
Instrumentenraum. Der Bowdenzug 75 dient zur Meldung der Schalterstellung am Anzeiger
75 a (s. F i g. 1) und der Bowdenzug 76 zur mechanischen Auslösung
des Expansionsschalters von Hand. Er ist an die Vorderfront der Hochspannungsschalteinheit
geführt und mit einem Druckknopf 76a verbunden, der es ermöglicht, bei geschlossener
Zellentür den Schalter zu betätigen. Die F i g. 5 zeigt unter anderem die besondere
Einfachheit des Schaltgerätewagens insbesondere auch, daß zur Bedienung nur ein
einziger Antriebshebel 14 erforderlich ist.
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In F i g. 6 ist schematisch ein Schaltgerätewagen mit einem Stromwandler
59 und Durchführungen 60 und 61 dargestellt. Die Durchführungen sind als Steckkontakte
ausgebildet. Dieser Schaltgerätewagen kann mit und auch ohne Stromwandler als Trenner
benutzt werden, indem der Schaltgerätewagen in die Zelle ein- oder aus dieser herausgezogen
wird.
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In F i g. 7 ist ein Schaltgerätewagen schematisch dargestellt, welcher
an einer Wand 62 Durchführungen 63 und 64 hat, die als Stecker ausgeführt
sind und genauso wie die Durchführungen 60 und 61 mit entsprechenden Steckerteilen
im feststehenden Teil zusammenarbeiten. Im Schaltgerätewagen sind Hochspannungssicherungen
65 angeordnet. Dieser Schaltgerätewagen kann analog dem Schaltgerätewagen nach F
i g. 6 als Sicherungstrenner verwendet werden und einen Stromwandler haben.
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F i g. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Schaltgerätewagen,
der als Spannungsmeßsatz verwendbar ist. Er ist mit den für die Durchführung der
Samrnelschienenspannungsmessung erforderlichen Wandlern 67 und Sicherungen 65 ausgerüstet.
Er hat Durchführungsisolatoren 68 und 69. Diese sind gleichzeitig als Steckvorrichtungen
ausgebildet.