DE1465369C - Vorgefertigter metallgekapseltes Hochspannungsschaltfeld - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein vorgefertigtes metallgekapseltes Hochspannungs-Schaltfeld mit einem Last- oder Leistungsschalter, das je Phase aus einem Sammelschienenleiter und einem abgehenden Stromleiter sowie einem vom Metallgehäuse einwärts ragenden, um eine Achse in mindestens zwei Winkelstcllungen schwenkbaren Isolicrstoff-Polrohr besteht, das einen im erforderlichen Spannungsabstand von der Geha'usewand angeordneten oberen, radial auswärts gerichteten Trennumschaltkontakt, ein damit fest verbundenes oberes inneres Gleitkontaktstück der Lastbzw. Lcistungsschaltstellc und an seinem unteren Ende ein als Schwenklager ausgebildetes äußeres Kontaktstück sowie einen damit fest verbundenen unteren inneren Buchsenkontakt der Last- bzw. Leistungsschal tstelle trägt, wobei das obere innere Glcitkontaktstück und der untere innere Buchsenkontakt

So der Last- bzw. Leistungsschaltsteiie durch einen Kontaktstift verbindbar sind, der durch einen am äußeren Ende des Polrohres angebrachten Antrieb im Polrohr axial bewegbar ist, welches in seiner ersten Winkelstellung die Verbindung des Saiiinielschienen-

leiters über den Trennumsehalikontakt und die Lastb/.w. Leistungbschaltstelle mit dem abgehenden Stromleiter und in seiner zweiten Winkelstellung eine Erdverbindung des abgehenden Stromleiters über die

Last- bzw. Leistungsschaltstelle und den Trennumschaltkontakt, der in einen ortsfesten Erdkontakt einschlägt, ermöglicht.

Für Verteiler öffentlicher Stromnetze werden seit einer Reihe von Jahren vorgefertigte gekapselte Schaltfelder verwendet, die Transformatoren aufweisen, bei denen von Mittelspannungen auf Niederspannungen umgespannt wird. Es sind deshalb für vorgefertigte metallgekapselte Hochspannungs-Schaltfelder Netz- und Transformatorschalter erforderlich.

Netzschalter dienen dabei den unter Last oder bei Kurzschluß durchzuführenden Schaltvorgängen, dem Erden des abgehenden Stromleiters zur Sicherheit der am Netz arbeitenden Personen, der Zwischenschaltung geerdeter Metallschirme zwischen Sammelschiene und abgehenden Stromleitern zur Sicherung des Personals bei Messungen am Netz innerhalb der Schaltzelle und schließlich der Unterteilung des vorgefertigten Schaltfeldes in für sich und ohne Unterbrechung der Gesamtanlage zu wartende und auszubauende Schalter.

Transformatorschalter dienen zum Betätigen bzw. zum Schutz der Mittelspannungs-Transformatoren.. Sie ermöglichen das Schalten unter Last oder bei Kurzschluß, weisen zum Schutz gegen innere Kurzschlüsse des Transformators Schmelzsicherungen hoher Schaltleistung auf, erzielen zur Sicherung der beispielsweise einen Transformatoraustausch vornehmenden Personen eine selbsttätige Erdung des abgehenden Stromleiters und ermöglichen eine Unterteilung des Schaltfeldes in einzelne, eine Wartung im ausgebauten oder nicht ausgebauten Zustand erleichternde Abschnitte.

Bei einer bekannten Schaltvorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen (deutsche Patentschrift 737 085) ist das Polrohr des Last- bzw. Leistungsschalters um seine Längsachse schwenkbar. Der Antrieb erfolgt dabei über je ein Schneckengetriebe pro Polrohr. Außerdem sind am oberen und unteren Ende des Polrohres aufwendige Lagerstellen erforderlich, um eine zuverlässige Kontaktgabe am Trennumschalter zu erreichen. Wegen der seitlichen Anordnung des Erdkontaktes ist bei einem mehrphasigen Schalter eine verhältnismäßig breite Bauweise erforderlich.

Bei einem einseitig dauernd an ein flexibles Kabel angeschlossenen Trennschalter (deutsche Patentschrift 691 932) ohne Last- bzw. Leistungsschaltstelle ist es schon bekannt, die Ausschaltung durch eine Schwenkbewegung zu erzielen und in der Ausschaltstellung eine Erdung zu bewirken. Auch sind schon umgekapselte Last- bzw. Leistungsschaltvorrichtungen bekannt (deutsche Patentschrift 1 082 324, USA.-Patentschriften 2 238 636 und 2 279 024), bei denen am unteren Ende eines Poles eine senkrecht zur Polachse verlaufende Schwenkachse vorgesehen ist, um durch Schwenken der Pole die Trennkontakte lösen zu können. Bekannt ist ferner (deutsche Gebrauchsmuster 1 870 065), die Klauen-Trennkontaktstücke am Pol eines blechgekapselten Leistungsschalters in dessen Schwenkebene einander diametral gegenüber anzuordnen. Schließlich sind von außen erreichbare Kontakte für Meß-, Prüf- und Versuchszwecke am abgehenden Stromleiter bekannt, die am Boden eines von der Gehäusewand nach innen reichenden Schachtes angeordnet sind (britische Patentschriften 295 285 und 641951). Bekannt ist ferner, Kontakte durch nur in bestimmten Schalterstellungen zu öffnende Deckel abzudecken (USA.-Patentschrift 1903 956). Transformatorschaltzellen für Mittelspannung sind üblicherweise mit Sicherungen ausge-S rüstet (USA.-Patentschrift 2 928 922, Fig. 3).

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Schalter der eingangs genannten Art die Baubreite zu verringern und den Antrieb des Trennumschalters zu vereinfachen.

ίο Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schwenkachse quer zur Längsachse des Polrohres und an dessen unterem Ende verläuft und daß der Trennumschaltkontakt aus zwei Kontaktstücken besteht, die am Polrohr in dessen Schwenkebene einander diametral gegenüberliegen. Man erhält so einen Schalter, der auf einfache Weise in der einen Winkelstellung die Verbindung des Sammelschienenleiters mit dem abgehenden Stromleiter herstellt und in der anderen Winkelstellung den abgehenden Stromleiter zu erden vermag. Da die beiden Trennumschaltkontaktstücke und damit auch die ortsfesten Gegenkontakte in der Schwenkebene liegen, wird in der Baubreite eines Schaltfeldes weniger Platz benötigt. Der Schwenkmechanismus bedarf keiner Schneckengetriebe und aufwendiger Drehlagerstellen, sondern kann verhältnismäßig einfach ausgeführt werden.

Zweckmäßigerweise kann zwischen den beiden Winkelsterfungen des Polrohres noch eine Zwischenstellung zwecks Ausbau, Ausschalten u. dgl. vorgesehen sein. Das Polrohr wird zweckmäßig in einer vertikalen Ebene schwenkbar ausgebildet. Statt dessen besteht aber auch die Möglichkeit, von einer horizontalen Schwenkebene Gebrauch zu machen. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Netzschalterfeld,

F i g. 2 schematisch eine Erläuterung einer Schaltstellung des Schalters von F i g. 1 bei geschlossenem Stromkreis,

F i g. 3 ein Transformatorschalterfeld (für gleichartige Teile sind dieselben Bezugsziffern verwendet wie in F i g. 1),

Fig. 4 schematisch eine Fig. 2 entsprechende Schaltstellung für die Ausführungsform nach F i g. 3 und

Fig.5 schematisch eine der Fig.4 ähnliche Darstellung für die geerdete Schalterstellung.

F i g. 1 zQigt einen Last- oder Leistungsschalter mit einem aus Isolierstoff bestehenden Polrohr 16. Im Polrohr 16 sind ein oberer innerer Kontakt 3 und ein unterer innerer Kontakt 5 angeordnet, von denen der erste als Gleitkontaktstück und der zweite als Buchsenkontakt ausgeführt ist. Der obere innere Kontakt 3 und der untere innere Kontakt 5 sind über einen Kontaktstift 4 miteinander verbindbar, der im Polrohr 16 axial beweglich ist. Zur Betätigung des Kontaktstiftes 4 ist am äußeren Ende des das Polrohr 16 bildenden Isolierrohres ein Antrieb 15 vorgesehen, der beispielsweise über einen um eine Achse schwenkbaren Handhebel und einen entsprechenden Winkeltrieb die axiale Verlagerung des Kontaktstiftes 4 am Polrohr 16 bewirkt.

Der untere innere Kontakt 5 setzt sich nach außen in einer Kontaktkappe 5 a fort, die auf dem Polrohr

16 aufsitzt. Die das untere äußere Kontaktstück bildende Kontaktkappe 5 α weist einen axialen, nach unten offenen Schlitz auf, in dem sie gelenkig einen Gelenkzapfen 22 aufnimmt, der quer zur Längsachse des Polrohres 16 verläuft und ortsfest von einem Durchführungsisolator 10 getragen ist, durch den hindurch der Gelenkzapfen 22 mit einem abgehenden Stromleiter 18 verbunden ist. Im Metallgehäuse, das als Ganzes mit 1 bezeichnet ist, führt dabei der Durchführungsisolator 10 mit dem Leiter 10 a von einem Kabelkasten 19 in ein Gehäuseteil 20. Infolge des Eingriffs des Gelenkzapfens 22 in die Kontaktkappe 5 α kann das Polrohr 16 zwei Winkelendstellungen im Gehäuseteil 20 einnehmen. In diesem ist überdies eine stromführende Sammelschiene 2 im oberen Teil angeordnet, während sich der Kabelkasten 19 am unteren Teil des Metallgehäuses 1 befindet. Ebenfalls durch den oberen Teil des Gehäuseteils 20 führt überdies eine Erdungsschiene 12.

Im Bereich des oberen inneren Kontaktes 3 sind außerhalb des Polrohres 16 in dessen Schwenkebene als Klauenkontakte ausgebildete radiale Trennumschaltkontaktstücke 3 α und 3 b angeordnet, die einander diametral gegenüberliegen. und von denen je nach der jeweiligen Winkelstellung des Polrohres 16 entweder das Kontaktstück 3 a die Sammelschiene 2 oder das Kontaktstück 3 b die Erdungsschiene 12 erfaßt. Ist das Kontaktstück 3 α in Eingriff mit der Sammelschiene 2, so ist in der Schaltvorrichtung eine Verbindung der Sammelschiene 2 mit dem abgehenden Stromleiter 18 über das Kontaktstück 3 α, den oberen inneren Kontakt 3 im Polrohr 16,' den Konr taktstift 4, den unteren inneren Kontakt 5 im Polrohr 16, die Kontaktkappe 5 α, den Gelenkzapfen 22 und den Leiter 10 a hergestellt. Ist in der anderen Winkelstellung des Polrohres 16 das Kontaktstück 3 b in Eingriff mit der Erdungsschiene 12, so ist der abgehende Stromleiter 18 über den Leiter 10 a, den Gelenkzapfen 22, die Kontaktkappe 5 α, den unteren inneren Kontakt 5 im Polrohr 16, den Kontaktstift 4, den oberen inneren Kontakt 3 im Polrohr 16 und das Kontaktstück 3 b an die Erdungsschiene 12 angeschlossen und somit geerdet. Aus F i g. 2 können beide Möglichkeiten in vereinfachter Darstellung entnommen werden.

Der Gelenkzapfen 22 ist mit einem zusätzlichen, am Boden eines von der Außenwand des Gehäuses nach innen reichenden Schachtes 21 angeordneten Kontakt für Meß-, Prüf- und Versuchszwecke am abgehenden Stromleiter 18 verbunden. Der Schacht 21 ist von einer beweglichen, in der F i g. 1 dargestellten Kappe abgedeckt, die die Schachtöffnung in Abhängigkeit von der Schwenkung des Polrohres nur in dessen Erdungsstellung freigibt.

Bei Verwendung eines derartigen Schalters gemäß F i g. 3 in einem Transformatorschaltfeld ist zusätzlich zwischen den unteren inneren Konakt 5 im Polrohr 16 und den abgehenden Stromleiter 18 a eine Schmelzsicherung 17 hoher Schaltleistung einzubringen. Der oben beschriebene Schalter wird in einigen Einzelheiten abgeändert. So ist der untere innere Kontakt 5 im Polrohr 16 mit einem außerhalb des Polrohres 16 liegenden Kontaktarm 14 versehen, an dessen freiem Ende ein klauenförmiges Kontaktstück 14 α angeordnet ist. Diese gelangt bei derjenigen Winkelstellung des Polrohres 16, bei der das dem Kontaktstück 3 α diametral gegenüberliegende Kontaktstück in Eingriff mit der Erdungsschiene 12 ist, in Eingriff mit einer Kontaktschiene 13, die wiederum fest mit einem oberen Sicherungs-Aufnahmekontakt 11 der Schmelzsicherung 17 verbunden ist. Die Schmelzsicherung 17 ist außer im oberen Sicherungs-Aufnahmekontakt 11 in einem unteren Sicherungs-Aufnahmekontakt 8 gehalten, der über die Leiter 24 und 10 a sowie den Gelenkzapfen 22 an den unteren inneren Kontakt 5 im Polrohr 16 angeschlossen ist. Der obere Sicherungs-Aufnahmekontakt 11 der Schmelzsicherung 17 ist unmittelbar mit einem Endverschluß 9 des abgehenden Stromleiters 18 a verbunden. Die Schmelzsicherung 17 selbst ist in einem Gehäuse 7 untergebracht.

Aus den F i g. 4 und 5 können schematisch die Stromkreise entnommen werden, die sich je nach der Winkelstellung des Polrohres 16 ergeben. In der einen- Winkelstellung ist die stromführende Sammelschiene 2 über den oberen inneren Kontakt 3 im Polrohr 16, den Kontaktstift 4, den unteren inneren Kontakt 5 im Polrohr 16, den Gelenkzapfen 22, die Leiter 10 a und 24, den unteren Sicherungs-Aufnahmekontakt 8, die Schmelzsicherung 17, den oberen Sicherungsaufnahmekontakt 11 und den Erdanschluß 9 mit dem abgehenden Stromleiter 18 a verbunden. Das ist die normale Betriebstellung des Schalters. Andererseits ist der abgehende Stromleiter 18 α in der anderen Winkelstellung des Polrohres 16 über den Endverschluß 9, den oberen Sicherungs-Aufnahmekontakt 11, die Kontaktschiene 13, den Kontaktarm 14, das untere innere Kontaktstück 5, den Kontaktstift 4 und den oberen inneren Kontakt 3 im Polrohr 16 mit der Erdungsschiene 12 verbunden und somit geerdet, und zwar unabhängig davon, ob eine Schmelzsicherung 17 vorhanden ist oder nicht. Ist diese vorhanden, so ergibt sich ein zweiter Leitungsweg zur Erdungsschiene über die Schmelzsicherung.

Außer den beiden angegebenen Winkelstellungen kann das Polrohr 16 in eine Zwischenstellung gebracht werden, die seinen Ausbau aus dem Metallgehäuse 1 ermöglicht.

Patentschutz wird nur begehrt jeweils für die Gesamtheit der Merkmale eines jeden Anspruches also einschließlich seiner Rückbeziehung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Vorgefertigtes metallgekapseltes Hochspannungs-Schaltfeld mit einem Last- oder Leistungsschalter, das je Phase aus einem Sammelschienen leiter und einem abgehenden Stromleiter' sowie einem vom Metallgehäuse einwärts ragenden, um eine Achse in mindestens zwei Winkelstellungen schwenkbaren Isolierstoff-Polrohr besteht, das einen im erforderlichen Spannungsabstand von der Gehäusewand angeordneten oberen, radial auswärts gerichteten Trennumschaltkontakt, ein damit fest verbundenes oberes inneres Gleitkontaktstück der Last- bzw. Leistungsschaltstelle und an seinem unteren Ende ein als Schwenklager ausgebildetes äußeres Kontaktstück sowie einen damit fest verbundenen unteren inneren Buchsenkontakt der Last- bzw. Leistungsschaltstelle trägt, wobei das obere innere Gleitkontaktstück und der untere innere Buchsenkontakt. der Last- bzw. LeistungsschaJtstelle durch einen Kontaktstift verbindbar sind, der durch einen am äußeren Ende des Polrohres angebrachten Antrieb im Polrohr axial bewegbar ist, welches in seiner ersten Winkelstellung die Verbindung des Sammelschienenleiters über den Trennumschaltkontakt und die Last- bzw. Leistungsschaltsteiie mit dem abgehenden Stromleiter und in seiner zweiten Winkelstellung eine Erdverbindung des abgehenden Stromleiters über die Last- bzw. Leistungsschaltsteiie und den Trennumschaltkontakt, der in einen ortsfesten Erdkontakt einschlägt, ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse quer zur Längsachse des Polrohres (16) und an dessen unterem Ende verläuft und daß der Trennumschaltkontakt aus zwei Kontaktstücken (3 a, 3 b) besteht, die am Polrohr in dessen Schwenkebene einander diametral gegenüberliegen (Fig. 1).

   2. Schaltfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polrohr (16) in einer vertikalen Ebene schwenkbar ist.

   3. Schaltfeld nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das untere äußere Kontaktstück als Kontaktkappe (5 a) mit einem axialen, nach unten offenen Schlitz ausgebildet ist, in den ein quer zur Polachse verlaufender ortsfester, von einem Durchführungsisolator (10) getragener, mit dem abgehenden Stromleiter (18) verbundener Gelenkzapfen (22) eingreift.

   4. Schaltfeld nach einem der Ansprüche I bis

   3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden oberen äußeren radialen Trennumschaltkontaktstücke (3«, 3 b) als Klauenkontakte ausgebildet sind, die entweder die eine Sammelschiene (2) oder die Erdungsschiene (12) erfassen.

   5. Schaltfeld nach einem der Ansprüche 1 bis

   4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkzapl'en (22) mit einem zusätzlichen, von außen erreichbaren Kontakt für Meß-, Prüf- und Versuchszwecke am abgehenden Stromleiter (18) verbunden ist.

   i). Schallfeld nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt am Boden eines von der Gehüuseaußenwand nach innen reichenden Schachtes (21) angeordnet ist.

   7. Schaltfeld nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (21) von einer beweglichen Kappe abgedeckt ist, die die Schacht-Öffnung in Abhängigkeit von der Schwenkung des Polrohres nur in dessen Erdungsstellung freigibt.

   8. Schaltfeld nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Metallgehäuses (1) je Phase ein zwischen der Erdungsschiene (12) und der von der Sammelschiene (2) entfernter liegenden Metallgehäuselängsvvand angeordnetes Gehäuse (7) für eine Schmelzsicherung (17) vorgesehen ist, dessen oberer Sicherungs-Aufnahmekontakt (U) mit dem abgehenden Stromleiter (18 α) und dessen unterer Sicherungs-Aufnahmekontakt (8) mit der das Schwenklager bildenden Kontaktkappe (5 a) des Polrohres (16) verbunden ist (F i g. 3).

   9. Schaltfeld nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der der Erdung des abgehenden Stromleiters (18«) entsprechenden SchwenksteHung des Polrohres (16) bei geschlossener Last- bzw. Leistungsschaltstelle der untere innere Kontakt (5) des Poles mit dem oberen Sicherunss-Aufnahmekontakt (U) verbunden ist (F ig. 3,5).

   . 10. Schaltfeld nach Anspruch. 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung durch einen außen an der Gelenk-Kontaktkappe (5 a) des Polrohres (16) befestigten Kontaktarm (14) erfolgt, an dessen freiem Ende ein klauenförmiges Kontaktstück (14 ei) angeordnet ist, das in der Erdur.gs-Sehwenkstellung des Polrohres (16) eine mit dem oberen Sicherungs-Aufnahmekontakt (11) fest verbundene Kontaktschiene (13.) erfaßt (F ig. 5).