DE1181781B - Hoechstspannungsschaltanlage - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 02 b

Deutsche Kl.: 21c-40/08

Nummer: 1181781

Aktenzeichen: L 42358 VIII d / 21 c

Anmeldetag: 29. Juni 1962

Auslegetag: 19. November 1964

Anmelder:

Licentia Patent- Verwaltungs-G. m. b. H.,

Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1

Als Erfinder benannt:

Karl Getschmann, Berlin-Charlottenburg

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Abmes- Höchstspannungsschaltanlage
sungen von Schaltanlagen für hohe Spannung durch
Kapselung bzw. Kapselung und Isolierung sämtlicher
Geräte im Vergleich mit den Abmessungen von so-

genannten offenen Schaltanlagen, bei denen alle G&- 5 rate und Leitungsführungen blank, d. h. nicht gekapselt und nicht isoliert ausgebildet sind, erheblich zu vermindern. Man unterscheidet zwischen gekapselten, vollisolierten Schaltanlagen und gekapselten

teilisolierten Schaltanlagen. Die größte Raumersparnis io ergibt die vollisolierte Hochspannungsschaltanlage, die unter Verwendung sehr hochwertiger fester Isolierstoffe aufgebaut ist.

Um die Vorteile der Kapselung auch ausnutzen zu »

können, wenn zwar die Sammelschienen und Leitungs- "15

führungen gekapselt bzw gekapselt und isoliert aus- Sammelschienentrenner so untergebracht ist, daß der gebildet werden, die Leistungsschalter dagegen Leistungsschalter bis auf das Trennstreckenmaß des »offen«, d. h. mit blanken Geräteteilen und insbeson- Trennschalters an die Sammelschienen herangerückt dere mit blanken Leitungsanschlüssen ausgestattet werden kann, wobei der metallene Dnackluftzylinder sind, besteht eine Möglichkeit des Überganges von 20 des Sammelschienentrenners als Teil der Verbindungsden gekapselten Anlageteilen auf den blanken leitung zwischen einer Sammelschiene und einem Leistungsschalter in der Verwendung einer Durch- Pol des Leistungsschalters dient. Diese Anordnung führung. Der eine Teil dieser Durchführung liegt ergibt im Vergleich mit einer Anlage bei der die innerhalb der gekapselten Anlage, bestehend aus Anlageteile teilweise gekapselt sind, eine erhebliche Sammelschienen, Leitungsverbindungen und Trenner, 25 Raumersparnis. Bei dieser Bauform sind gekapselte der andere Teil der Durchführung liegt außerhalb der Sammelschienen und gekapselte Verbindungsleitungen Kapselung, d. h. im freien Raum und weist blanke mit einem druckluftgetriebenen, koaxialen Trenner in Anschlüsse auf, die mit den blanken Teilen des solcher Weise zusammengebaut, daß die drei Phasen-Leistungsschalters in der üblichen Weise fest ver- leiter eines Drehstromsammelschienensystems in bunden wird. Der Nachteil dieser Anordnung besteht 30 einer Ebene nebeneinander angeordnet sind und daß darin, daß ein Trenner und eine Durchführung hinter- in dem für die erwähnten Sammelschienen erfordereinander angeordnet werden müssen. liehen Raum die Druckluftantriebsteile des Sammel-Es wurde auch bereits vorgeschlagen, gekapselte schienentrenners so untergebracht sind, daß der Sammelschienen mit blanken Leistungsschaltern Leistungsschalter bis auf das Trenneröffnungsmaß an raumsparend in solcher Weise zusammenzubauen, 35 die Sammelschienen herangerückt werden kann. Auf daß die Leistungsschalter ausfahrbar, d. h. mit Ein- diese Weise wird erreicht, daß in raumsparender bzw. Ausfahrkontakten an Stelle von Trennern aus- Weise kein Antriebsteil des Sammelschienentrenners gerüstet werden, um die Trenner der Anlage, ins- über den für die Sammelschienen selbst vorgesehenen besondere die Sammelschienentrenner, einzusparen Raum hinausragt Ausführungsbeispiele der Erfindung und um die mit ihrer Kapselung bzw. Kapselung und 40 sind in der Zeichnung Fig. 1 bis 4 schematisch dar-Isolierang zusammenhängenden Probleme nicht lösen gestellt. Dabei zeigt
zu müssen. F i g. 1 eine Innenraumschaltanlage mit einem

Die Erfindung betrifft eine Höchstspannungs- Sammelschienensystem; in

schaltanlage, bei der gekapselte Sammelschienen Fig. 2a bis 2c sind Einzelheiten der Sammelunter Verwendung von gekapselten Sammelschienen- 45 schienen und der Trennschalter dargestellt;
trennern mit Leistungsschaltern in Verbindung ge- F i g. 3 zeigt eine Abwandlung der Kapselung der bracht werden, deren wesentliche Teile blank ausge- Sammelschienen und der Sammelschienentrennbildet sind. Erfindungsgemäß ist die Anordnung so schalter, und schließlich ist in
getroffen, daß die drei Phasenleiter eines Drehstrom- F i g. 4 eine zweireihige Anlage mit zwei Sammelsammelschienensystems in einer Ebene nebenein- 50 Schienensystemen dargestellt,
ander angeordnet und in dem für die Sammelschienen In F i g. 1 sind mit 1 die Sammelschienen eines erforderlichen Raum der Druckluftantriebsteil der Drehstromsystems bezeichnet, wobei jede Phase für

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sich in einem Behälter von rundem oder quadrati- Raumbreite unterzubringen, die für die drei Sammelschem Querschnitt gekapselt ist. Unterhalb der schienenphasen gebraucht wird. Sammelschienen sind die Sammelschienentrenn- Aus diesen Überlegungen geht hervor, daß der schalter 2 angeordnet, und zwar so, daß der dafür metallene Druckluftzylinder der Sammelschienenvorgesehene Behälter nicht über den für die Sammel- 5 trenner als Verbindungsleitung zwischen einer Schienenkapselung benötigten Raum herausragt. Der Sammelschiene und einem Pol des Leistungsschalters angedeutete Schaltstift der Trennschalter kann in verwendet wird.

Verbindung gebracht werden mit einem Trenn- Bei der Betrachtung der F i g. 2 könnte eingewendet

schaltergegenkontaktteil 4, der auf einen Leistungs- werden, daß der Abstand zwischen dem Trennmesser

schalter 3 der üblichen Bauart angebracht ist. Dieser io und dem das Trennmesser einhüllenden Gehäuse 10,

Leistungsschalter besitzt blanke Kontaktstellen. Zu 13, 16 im Verhältnis zu dem Abstand zwischen

der Anlage gehören schließlich ein Wandler 5 und Trennmesser und Gegenkontaktteil 4 im geöffneten

eine Hochspannungsdurchführung 6. Zustand des Trenners unzulässig klein dargestellt ist.

Einzelheiten in der Ausführung der Sammel- Hierzu ist zu sagen, daß bei der blanken, nicht

schienen und der Sammelschienentrennschalter sind 15 isolierten Bauform ebenso wie bei der teilisolierten

aus den Fig. 2a bis 2c ersichtlich. Die Sammel- Bauform der Rand des Gehäuses (Austrittsstelle) in

schienen sind hier der Übersicht halber mit ihren besonderer Weise ausgebildet werden kann, um die

Phasenbezeichnungen R, S, T versehen. Bei der An- Feldstärke zwischen Trennmesser und Gehäusewand

Ordnung nach Fig. 2a ist ein Schnitt durch die An- in zulässigen Grenzen zu halten, wobei zu bedenken

Ordnung geführt, und zwar an der Stelle, an der sich 20 ist, daß der Abstand zwischen Trennmesser und ge-

die Abzweigung von der Sammelschiene R zum erdeter Gehäusewand nur für die einfache Spannungs-

Sammelschienentrennschalter befindet. Die Sammel- sicherheit ausgelegt werden muß, während der Ab-

schiene R ist mit dem Sammelschienentrennschalter stand zwischen Trennmesser und Gegenkontaktteil

in einem gemeinsamen Gehäuse 10 gekapselt. Von für die erhöhte Prüfspannung bemessen werden muß,

der Sammelschiene R führt eine Zuleitung 11 zu 25 um den Sicherheitsansprüchen für den Fall von

dem Trennschalter. Der zugehörige Druckluftzylinder Arbeiten hinter dem geöffneten Trenner zu ent-

für die Trennschalterbetätigung ist mit 12 bezeichnet. sprechen.

Der angedeutete Schaltstift des Trennschalters Weiterhin geht aus den Fig. 1 und 2 hervor, daß kommt mit dem feststehenden Gegenkontaktteil 4 in die Sammelschienen und die Sammelschienentrenner Verbindung. 30 konzentrisch koaxial in einem Metallgehäuse von Die Fig. 2b zeigt einen Schnitt durch die rundem oder quadratischem Querschnitt unterge-Sammelschienenanordriüng an der Stelle, an der sich bracht sind. Eine derartige raumsparende Bauweise die Abzweigung von der Sammelschiene 5 zu dem kann, was die Isolationsfragen anbetrifft, in verzugehörigen Trennschalter befindet. Wiederum ist die schiedener Weise ausgeführt werden. Die einfachste Sammelschiene und der Trennschalter in einem ge- 35 Form besteht darin, daß Sammelschienen und Vermeinsamen Gehäuse 13 gekapselt. Von der Sammel- bindungsleitungen sowie die Trennmesser blank, d. h. schiene S führt eine Zuleitung 14 zu dem Trenn- nicht isoliert in ihren Gehäusen, die die Aufgabe der schalter, dessen Druckluftzylinder mit 15 bezeichnet Kapselung der elektrischen Anlage haben, untergeist. Der angedeutete Trennschalterstift arbeitet mit bracht sind. Eine derartige Schaltanlage mit blanken dem Gegenkontaktteil 4 der entsprechenden Phase 40 Sammelschienenverbindungsleittingen und Trennern zusammen. ist ohne weiteres ausführbar. Sie nimmt aber ver-Schließlich zeigt die Fig. 2c einen Schnitt durch hältnismäßig großen Raum in Anspruch, der aber die Sammelschienenanordnung an der Stelle, an der geringer ist als der Raum, den eine andere, sogesich die Abzweigung für den Trennschalter der nannte offene, nicht gekapselte Schaltanlage erfordert. Phase T befindet. Wiederum ist die Sammelschiene 45 Der Grund für die geringen Anlageabmessungen mit dem Trennschalter in einem gemeinsamen Ge- besteht im vorliegenden Fall in der speziellen Aushäuse 16 gekapselt. Von der Sammelschiene T führt bildung der Sammelschienenleker und -trenner. Diese eine Zuleitung 17 zu' dem Trennschalter, dessen liegen in Form von Rundleitern bzw. in Form von Druckluftzylinder mit 18 bezeichnet ist. Der Sehalt- runden Geräteteilen innerhalb von praktisch runden, stift arbeitet mit dem Gegenkontaktteil 4 der ent- 50 geerdeten Metallgehäusen. Es ist bekannt, daß die sprechenden Phase zusammen. elektrischen Feldverhältnisse derartiger, koaxialer, Man erkennt, daß durch die Verwendung der zylindrischer Anordnungen besonders günstig sind, Druckluftzylinder als Stromverbindungsleitung zwi- und dies ist der Grund, warum eine solche gekapselte sehen den Sammelschienenleitern und den Sammel- Anlage mit blanken, runden Schienen- und Geräteschienentrennern eine besonders raumsparende An- 55 teilen klein gebaut werden kann. Ordnung erzielt wird. Wesentlich in diesem Zusam- Eine Wahlausführung (F i g. 3) besteht darin, daß menhang ist die Tatsache, daß die Verbindung die Sammelschienen, die Verbindungsleitungen und zwischen der Sammelschienenphase R und ihrem die Trennmesser teilisoliert in ihren Gehäusen unter-Trennschalterantrieb an einer anderen Stelle ange- gebracht sind. Der Begriff der Teilisolierung ist beordnet ist als die Verbindung zwischen der Sammel- 60 kannt. Jedes Geräteteil ist mit einer Isolationsschicht schienenphase S und dem ihr zugeordneten Druck- umgeben. Dasselbe gilt für die Innenwandungen des luftantrieb. Die Fig. 2c zeigt z.B. die Lage der er- geerdeten metallenen Gehäuses, und zwischen den wähnten Verbindung für die ganz links liegende auf diese Weise isolierten Anlageteilen sind zusätz-Drehstromphase. liehe Luftschichten zur Durchführung der Isolierung Durch diese verschiedenartige Lage der Verbin- 65 vorgesehen, durch deren Anordnung in bekannter dungsleitung zwischen den Sammelschienen - und den Weise isolationstechnische Aufgaben gelöst werden. Sammelschienentrennern ist es möglich geworden, Die F i g. 3 zeigt einen Ausschnitt aus der Sammeiden Hauptteil der drei Sammelschienentrenner in der Schienenanordnung an der Stelle, an der sich die Ab-

zweigung von der Phase R zum Trennschalter befindet. Wie schon bei der Anordnung nach F i g. 2 a sind die Sammelschiene R und der Trennschalter von einem gemeinsamen Gehäuse 10 umkapselt. An der Innenseite der Gehäusewand befindet sich eine Isolierschicht 20. Auch der Druckluftantrieb des Trennschalters ist mit einer Isolierschicht 21 umhüllt.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist von Wichtigkeit, daß das Schaltende des Trennmessers und der dazugehörige, am Leistungsschalteranschluß befindliche Gegenkontaktteil des Trenners außerhalb der Kapselung der Anlage, d. h. im freien Raum, angeordnet sind. Dies zeigen die Fig. 1, 2, 3. Aus den Figuren geht außerdem hervor, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Verbindungsleitung zwischen einer Sammelschiene und dem Druckluftzylinder des dazugehörigen Sammelschienentrenners die kürzestmögliche Verbindung zwischen den beiden Anlageteilen darstellt, und für sämtliche drei Sammelschienen des Drehstromsystems gleich lang ist.

Bei der Bauform der Anlage nach dem Erfindungsgedanken für den Fall der Anwendung der Teilisolierung der Sammelschienen, Verbindungsleitungen und der Sammelschienentrenner ergeben sich be- »5 sondere Vorteile, wenn der am blanken Leistungsschalter befestigte Gegenkontaktteil 4 teilisoliert ausgebildet wird. Die Einzelheiten dieser Teilisolierung gehen aus F i g. 3 hervor. Die blanken Teile des Gegenkontaktteiles sind mit einer Teilisolationsschicht 22 umgeben. Eine Ausnahme macht die Anschlußstelle 23, da an dieser Stelle der Stromübergang erfolgt. Die Anschlußstelle ist aber in solcher Weise durch eine vorgeschobene, teilisolierte Ringelektrode abgeschirmt, daß sie in bezug auf die Gegenelektrode in Form der Trennmesserspitze, sowie gegen geerdete Anlageteile in bekannter Weise teilisoliert wirkt. Die F i g. 3 läßt auch erkennen, daß mit Hilfe eines bekannten Teilisolationsendabschlusses 24 der teilisolierte Gegenkontaktteil vom blanken Leistungsschalter isolationstechnisch abgetrennt ist.

Wenn das Breitenmaß der Gesamtanlage (Fig. 1) vermindert werden soll, kann man sich auch entschließen, die Gerätekombination bestehend aus den Sammelschienen und den Satnmelschienentrennern nicht horizontal, sondern lotrecht im Raum anzuordnen. In F i g. 4 ist eine Schaltanlagenanordnung nach dem Erfindungsgedanken für eine zweireihige Schaltanlage mit Doppelsammelschienen dargestellt.

Die F i g. 4 zeigt, daß die Leistungsschalter 40, 41 in zwei Reihen aufgestellt sind. Jeder Leistungsschalter trägt Gegenkontakte 42, 43 für die Sammelschienentrennschalter, und zwar sind es jetzt in jedem Falle zwei übereinanderliegende Kontakte, weil zwei Sammelschienensysteme vorhanden sind. Die Sammelschienensysteme selbst sind an der Decke hängend oder an einem Portal angebracht und mit den Phasenbezeichnungen A₁, S₁, T₁ bzw. R₂, S₂, T_t versehen. Sämtliche Sammelschienen liegen in einer horizontalen Ebene. Unterhalb der Sammelschienensysteme befinden sich die Behälter 44 und 45. Jeder Behälter enthält zwei Sammelschienentrennschalter, deren Schaltstifte nach links bzw. rechts hinausbewegbar sind, um die Verbindung mit den Gegenkontaktteilen 42, 43 herzustellen.

An einem Kontaktteil des Leistungsschalters 40 kann noch ein weiterer Gegenkontaktteil für einen Abzweigtrennschalter befestigt sein, der in einem Gehäuse 46 untergebracht ist. Dieses Gehäuse ist lotrecht hängend an der Decke angebracht, so daß auf diese Weise die ohnehin notwendige Gebäudehöhe ausgenutzt wird. In Verbindung mit dem Trennschaltergehäuse 46 können Wandler 47 angebracht sein.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Höchstspannungsschaltanlage, bei der gekapselte Sammelschienen unter Verwendung von gekapselten Sammelschienentrennern mit Leistungsschaltern in Verbindung gebracht werden, deren wesentliche Teile blank ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Phasenleiter eines Drehstromsammelschienensystems (1) in einer Ebene nebeneinander angeordnet und in dem für die Sammelschienen erforderlichen Raum der Druckluftantriebsteil der Sammelschienentrenner (2) so untergebracht ist, daß der Leistungsschalter (3) bis auf das Trennstreckenmaß des Trenners an die Sammelschienen herangerückt werden kann, wobei der metallene Druckluftzylinder (12, 15, 18) des Sammelschienentrenners als Teil der Verbindungsleitung zwischen einer Sammelschiene und einem Pol des Leistungsschalters dient.

2. Höchstspannungsschaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verbindungsleitung zwischen einer Sammelschiene (R, S, T) und dem DracMuftzylinder (12, 15, 18) des dazugehörigen SammelscMenentrenners die kürzestmögliche Verbindung (U, 14,17) zwischen beiden Anlageteilen gewählt ist und für sämtliche drei Sammelschienen des Drehstromsystems gleich lang ist.

3. Höchstspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Sammelschienen und ihr Sammelschienentrenner konzentrisch koaxial in einem metallenen Gehäuse (10, 13, 16) von rundem oder quadratischen Querschnitt untergebracht sind.

4. Höchstspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschienen und Verbindungsleitungen und die Trennmesser blank, d. h. nicht isoliert, in den Gehäusen untergebracht sind.

5. Höchstspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschienen und Verbindungsleitungen und die Trennmesser teilisoliert in den Gehäusen untergebracht sind.

6. Höchstspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der am Ende des Trennmessers (2) und der dazugehörige, am Leistungsschalteranschluß liegende Gegenkontaktteil (4) des Trenners außerhalb der Kapselung der Anlage im Freien angeordnet sind.

7. Höchstspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwar der Leistungsschalter im wesentlichen blank ausgebildet ist, daß aber das als Gegenkontaktteil (4) des teilisolierten SammelscMenentrenners (21) dienende Anschlußstück (23) teilisoliert aufgebaut ist und daß an der Übergangsstelle des teilisolierten Anschlußstückes (23, 22) zum blanken Leistungsschalter ein Teilisolations-Endabschluß (24) bekannter Art angeordnet ist (Fig. 3).

8. Höchstspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschienenebene und die Trennerebene senkrecht im Raum angeordnet sind (Fig. 4)

9. Höchstspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein gleicher Trenner (46), wie er als Sammelschienentrenner benutzt wird, auch zwischen dem

Leistungsschalter (40) und dem abgehenden Höchstspannungskabel bzw. der abgehenden Freileitung verwendet wird.

10. Höchstspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in ähnlicher Weise wie die Sammelschienen mit ihren Sammelschienentrennern auch der Kabelbzw. Freileitungstrenner (46) mit Strom- und Spannungswandler (47) zusammengebaut sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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