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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanlage für hohe Betriebsspannung
mit phasenweiser vollisolierender Kapselung der Sammelschienenteilstücke und Abzweigleitungen,
die mit sich kreuzenden Längsachsen in zwei parallelen Ebenen angeordnet sind und
deren eine temperaturbedingte Bewegung der Sammelschienenleiter ermöglichende Elemente
zur lösbaren elektrischen Verbindung der Sammelschienenleiter und mit den Abzweigleitern
an den Kreuzungsstellen jeweils von einem die Vollisolation herstellenden Abzweiggehäuse
umschlossen sind, das eine Längsbewegung der Sammelschienenumhüllung zum Temperaturausgleich
ermöglicht.
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Es ist bereits bekannt, Schaltanlagen für sehr hohe Spannungen vollisoliert
auszubilden. Dabei werden die Sammelschienen, Leitungen und Geräte in Isolierstoff
eingehüllt, : um auf diese Weise mit bedeutend geringeren Abmessungen als bei Anwendung
der bisherigen Ausführungsformen auszukommen, bei denen Leitungen und Geräteanschlüsse
blank im freien Raum angeordnet sind. Insbesondere sind Vorschläge bekannt geworden,
bei denen Sammelschienen, Leitungen und Geräte in neuzeitliche Kunststoffe, beispielsweise
in Gießharz, eingebettet sind.
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Es ist ferner bereits bekannt, daß beim Zusammenfügen von vollisolierten
Anlageteilen Isolationsfugen entstehen. Wird eine Gießharzisolation angewandt, so
versteht man darunter trichterförmige oder kegelförmige Zuspitzungen des den Leiter
einhüllenden Gießharzes. Ähnlich wie bei einer Steckverbindung werden die beiden
auf diese Weise entstehenden trichterförmigen Enden von Leitungen und Geräten mit
der Grießharzumhüllung ineinandergesteckt. Zwischen den Gießharzkörpern der zusammengefügten
Leitungsteile bleibt jedoch eine Fuge bestehen, die nachträglich mit einem pastenförmigen
oder flüssigen Isolierstoff ausgefüllt werden muß, so daß über die ganze Länge,
d. h. auch über die Fuge hinweg, eine durchgehende Isolationsschicht gleich hoher
elektrischer Festigkeit entsteht (deutsche Auslegeschrift 1027753).
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Es ist auch bereits bekannt, nur Teile einer solchen Schaltanlage
isoliert und gekapselt auszubilden, während andere Teile, beispielsweise die Leistungsschalter
und Wandler, in der bisherigen Weise ohne Isolierung ausgebildet sind. Solche Bauformen
haben eine Bedeutung in der Übergangszeit, in der Leistungsschalter entsprechender
Größe mit Vollisolation noch nicht zur Verfügung stehen, in der aber Sammelschienen
und Leitungen bereits vollisoliert gebaut werden können (schweizerische Patentschrift
323133; deutsche Patentanmeldung S 6617).
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Ferner sind solche Anordnungen bekannt, bei denen im Bereich der Sammelschienen
Kreuze angeordnet sind, in denen die Sammelschienenteilstücke und die Trennerabzweigleitungen
zusammengefügt sind. Diese kreuzförmig gestalteten Zwischenstücke erstreckten sich
jedoch lediglich in einer Ebene (deutsche Patentschrift 909 732).
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Bei einer weiteren bekannten Ausführung ist vorgesehen, zwei in verschiedenen
Ebenen liegende Leitungen durch einen Trennschalter zu verbinden. Die Leitungen
sind festisoliert ausgebildet und führen i in ein Isolierstoffgehäuse, das den Schalter
aufnimmt und mit Gas gefüllt ist. Die Probleme der Wärmeausdehnung von Leiter und
Isolation sind dort nicht behandelt (französische Patentschrift 1300 717).
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Ferner ist eine Hochspannungsschaltanlage bekanntgeworden, bei der
die vom festen Isolierstoff umhüllten Sammelschienenteilstücke je in Öl gefüllten
Rohren angeordnet sind.
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Das Rohr und der Leiter münden in ein ebenfalls ölgefülltes Abzweiggehäuse.
Zur Wärmeausdehnung der Sammelschienenteilstücke ist ein U-förmiges, federndes Verbindungselement,
das gleichzeitig die Verbindung zur Abzweigleitung herstellt, vorgesehen. Die Wärmeausdehnung
des Rohres wird dadurch ermöglicht, daß es in seiner Längsrichtung an einem Ende
lose in die Kammer führt und dort mehr oder weniger hineingleiten kann. Zur Abdichtung
zwischen dem Rohrende und dem Kammerstutzen ist ein Faltenbalg vorgesehen (britische
Patentschrift 292 679).
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Abzweigstelle in einer
Schaltanlage gemäß Oberbegriff mit geringstem Aufwand so auszubilden, daß ohne zusätzliche
gasförmige oder flüssige Isolation eine wärmebedingte Ausdehnung der Leiter und
ihrer Isolation an der Verbindungsstelle möglich ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die ausschließlich .in festem Isolierkunststoff eingebetteten
Sammelschienenteilstücke und Abzweigleitungen unter Entstehung von elektrischen
Fugen in das aus Isolierkunststoff von gewisser Elastizität bestehende Abzweiggehäuse
eingeführt sind und daß das Verbindungselement -und das Abzweiggehäuse auch eine
Längsbewegung, der von einer Kreuzungsstelle nach beiden Seiten abgehenden Abzweigleiter
bzw. deren Umhüllung znläßt.
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Durch die elastische Verbindung wird der Einsatz von feststoffisolierten
Leiter in Schaltanlagen mit Abzweigstellen ermöglicht, ohne daß besondere Vorkehrungen
an den Gehäusen und den mit ihnen verbundenen Isolierkörpern der Leiter getroffen
werden müssen. Die elektrischen Verhältnisse an den an dieser Stelle entstehenden
Fugen werden damit einwandfrei beherrscht.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Enden der
Sammelschienen-Teilstücke und Abzweigleitungen auf vorteilhafte Weise in Ringkontakte
des Verbindungselementes einschiebbar. Weiterhin ist es zweckmäßig, das mit Kanten
und Spitzen behaftete Verbindungselement in einer mit diesem elektrisch verbundenen
metallischen Schirmelektrode zu versähen. Das Verbindungselement besitzt vorteilhaft
parallelliegende federnde Kontaktträger, die die Ringkontaktanordnung tragen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben. In F i g. 1 ist eine Hochspannungsschaltanlage
in Innenraumausführung dargestellt. Die Anlage ist, mit Doppelsammelschienen
1, 2
ausgerüstet, wobei jeder Sammelschienenleiter für sich gekapselt und
vollisoliert ausgeführt ist. Die Sammelschienen liegen horizontal, aber in verschiedenen
Ebenen oberhalb eines Bedienungsganges 3
der Schaltanlage.
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Beiderseits der Sammelschienen sind Leistungsschaltergruppen
4, 4' aufgestellt. Es handelt sich im Beispiel also um eine zweireihige Schaltanlage.
Von den Sammelschienen 1, 2 führen Abzweigleitungen über gekapselte Trennschalter
5, 6 nach der einen Leistungsschalterreihe 4 und ebenso Abzweigleitungen
über
gekapselte Sammelschienentrennschalter 5', 6' zu der anderen Leistungsschalterreihe
4'.
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An den Abzweigstellen 7 gemäß F i g. 2 treffen zwei Sammelschienenteilstücke
1',1" und die zu den Sammelschienentrennschaltern führenden Abzweigleitungen 8'
bzw. 8" zusammen, die leitend miteinander verbunden sein müssen. Der Schaltplan
gemäß F i g. 3 läßt die schaltungstechnischen Zusammenhänge erkennen. Außer den
Sammelschienenteilstücken 1',1" sind auch die an die Sammelschienen angeschlossenen
Abzweigleitungen 8', 8" miteinander zu verbinden. Es ist der Übersichtlichkeit
halber nur eine Phase einer Einfachsammelschiene dargestellt.
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Es sei nun die konstruktive Ausbildung der Abzweigstelle erläutert:
Wie in F i g. 4 gezeigt, sind zwei in Achsrichtung angeordnete Isolierkörper
10,
11 für die Sammelschienenteilstücke 12,13 vorgesehen, die
aus Gießharz bestehen und deren Enden trichterförmig oder nach einer Exponentialkurve
geformt sind.
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Die in jedem Isolierkörper befindlichen Sammelschienenteilstücke
12, 13 sollen untereinander und mit den zu den Trennschaltern führenden Abzweigleitungen
14,15 leitend verbunden werden. Zu dem Zweck ist ein Verbindungselement 16
vorgesehen, das paralleliegende federnde Kontaktträger 16' besitzt, in deren Enden
federnde Ringkontakte 17 enthalten sind. In diese Ringkontakte 17 sind die
Sammelschienenteilstücke 12 bzw. 13 von der einen bzw. anderen Seite
eingeschoben. Dieselbe Anordnung der Ringkontakte ist auch bei den Abzweigleitungen
14,15 vorhanden. Das Verbindungselement 16 ist von einem Abzweiggehäuse
18 umhüllt, das aus Isolierkunststoff gewisser Elastizität besteht und die
Verbindungsstelle vollständig einhüllt, so daß eine elektrisch vollwertige Isolation
entsteht. Dieses Abzweiggehäuse 18 ist mit Flanschen versehen, die mit den Flanschen
der angrenzenden Isolierkörper 10, 11 verschraubt werden können.
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Es ist unvermeidbar, daß das Verbindungselement 16 Kanten besitzt,
an denen eine Feldkonzentration auftreten kann. Um in dieser Hinsicht eine Abschirmung
zu schaffen, ist in dem elastischen Abzweiggehäuse 18 eine ebenfalls elastische
Schirmelektrode 19 eingebettet, die eine bessere Verteilung des elektrischen
Feldes bewirkt. Es kann sich dabei um eine kugelförmige oder ballförmige Hülle aus
Metallgaze handeln.
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Bei dieser Ausführungsform können sich die Sammelschienenteilstücke
12, 13 ohne weiteres in Achsrichtung bewegen. Diese Ausdehnungsmöglichkeit
der Kupferleiter allein genügt aber nicht, weil auch auf die Ausdehnungsmöglichkeit
der Gießharzisolierkörper 10,11 Rücksicht genommen werden muß. Aus diesem
Grunde ist das Abzweiggehäuse 18
elastisch ausgebildet, so daß auch in dieser
Hinsicht für eine einwandfreie elektrische Abdichtung der Fuge gesorgt ist. Man
wird im Bedarfsfall das Abzweiggehäuse 18 an seiner Außenseite mit einer
geerdeten Umhüllung versehen.
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Für die Ansprüche 2 bis 4 wird Schutz nur in Verbindung mit Anspruch
1 begehrt.