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I. Der Gegenstand
Die Erfindung besteht aus einem Schaltgerät,
das in den unterschiedlichen Arten von Freiluft- und Innenraum Mittelspannungsanlagen
(Reihe 1 ... 30) der Energieversorgungsunternehmen, Industriebetriebe etc. zur Verwendung
vorgeschlagen wird. Für seine Bezeichnung wurde die Zusammensetzung "lasttrennungs-Quaternio"
gewählt.
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Der Lasttrennungs-Quaternio bezweckt eine Vereinfachung der bisher
für solche Anlagen verwendeten Geräte. Diese Vereinfachung bezieht sich in erster
Linie auf die Größe des Raumes, welcher bei dem projektierten Gerät um ein Vierfaches
verringert ist. Es erfüllt dieselbe Funktion der herkömmlichen Lasttrenner und trägt
den Forderungen der VDE-Richtlinien nicht nur in gleicher, sondern, wie zu zeigen
versucht wird, auch in günstigerer Weise Rechnung. Die Vorteile dieses Laattrennungs-Quaternio,
welche eigens in Abschnitt III dargelegt werden, zeichnen sich schon teilweise bei
der folgenden Darstellung des überkommenen Gerätes (Stand der Technik) ab.
Il.
Stand der Technik
Von der Elektroindustrie werden Lasttrenngeräte angefertigt,
deren Bauformen - je nach Hersteller - geringfügig voneinander abweichen. Die Gemeinsamkeit
all dieser Lasttrenner zum Bau von Mittelapannungsanlagen liegt darin, daß sie jeweils
abgesondert im Raum angeordnet werden. Zur betriebsmäßigen Energieversorgung ist
jedoch hierzu eine Verbindung der einzelnen Geräte miteinander erforderlich. Ihre
Abstände werden von sogenannten "Sammelschienen" überbrückt. FUr die Montage dieser
Schienenverbindung bedarf es aber einer Anzahl von Materialien, wies Zuleitungsschienen
(welche zu den Sammelschienen führen), Stützisolatoren, Leitungsträger, Konsolen,
Zellen-Stahlkonstruktionen und nicht zuletzt die verschiedenen notwendigen Verbindungsteile
(Schrauben, Klemmen, Druckplatten etc.), welche bei dem projektierten (sammel-)
schienenlosen Quaternio wegfallen, denn bei diesem wird die Punktion der offensichtlich
vermeidbaren Sammelschienen (zur Verbindung jener herkömmlichen Lasttrenner in ihrer
räumlich abgesonderten Anordnung) durch ein zweckmäßig gestaltetes "Lichtbogen-Lösch-Zentralsystem"
erfüllt. Dieses System liegt, wie die Bezeichnung ausdrückt, in der Mitte des Lasttrennungs-Quaternio.
Er erfaßt nämlich, wie in Abschnitt IV bei seiner Beschreibung ausführlich dargestellt
wird, vier dreipolige Lasttrennungs-Einheiten in demselben Raum, welchen ein einziger
lasttrenner der
überkommenen Bauweise für sich beansprucht. Bei
dieser Bauweise muß die Aus- und Ein-Schaltung mit Hilfe eines Hebels vorgenommen
werden, welcher wiederum mit einer Schaltstange betätigt wird, da ein direkter Gebrauch
des (Ring-) Hebels der Gefahr wegen nicht möglich ist.
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Der Hebel beschreibt beim Betätigen einen Winkel von 900 und
kommt nach Einschaltung senkrecht zu stehen. Bei mehreren Fabrikaten reicht dieser
Hebel weit über die Höhe der Löschkammern hinausl Bild 1. Dies mag zwar eine bessere
Handhabe desselben ermöglichen, erfordert aber andererseits eine größere Raumhöhe,
welche keineswegs immer gegeben ist. Wird daher das ganze Gerät (eben dieser herkömmliche
Lasttrenner) tiefer befestigt, kann es vorkommen - die Praxis liefert hierfür genügend
Beispiele - , daß der Betätigende bei Gebrauch der Schaltstange genötigt wird, wegen
der nunmehr für ihn zu tiefen Lage unzulässigerweise hi-ter die Sicherheits-Abschrankung
zu greifen (siehe VDE-Yorsehrif@:). III. Die Vorteile Übersichtlichkeit Die Zusammenfassung
der bisher räumlich aufgeteilten Lasttrenngeräte auf einen wesentlich engeren Raum
bietet dem Personal eine größere Übersicht über die Trennungstätigkeit (Schaltablauf)
bzw.
den jeweiligen Schaltzustand des Lasttrennungs-Quaternio. Betriebssicherheit
Es liegt in der Bauweise des Lasttrennungs-Quaternio begründet, daß die Gefahr,
welche bei der voraufgegangenen Beschreibung der bisher erforderlichen Hebelbetätigung
erwähnt wurde, bei Aus-und E-J#n-Schaltung dieses Gerätes beseitigt ist. Die mit
dem Quatertio zweckmäßigerweise verbundenen Zug- und Druck-Ösenhebel müssen der
VDE-Vorschrift zufolge wohl vermittels einer Schaltstange betätigt werden, ihr Betätigungsweg
verläuft jedoch geradlinig, d.h. es muß selbst dann, wenn das Gerät tief angebracht
ist, die Sicherheitsgrenze nicht überschritten werden. (Der ge-_.uIinige Betätigungsweg
wird durch eine Skizze, Bild 4, in der Beilage zur Beschreibung des Gerätes verdeutlicht.)
Beim Betätigen einer Trennungs-Einheit, zum Beispiel, kann mit der Schaltstange
keine Phase berührt werden. Eine gewisse Sicherheit beim Betätigen des Quaternio
wird dem Personal schon durch dessen bereits erwähnte übersichtliche Konstruktionsweise
gewährleistet. Phasendrehung Durch zweckmäßige horizontale Anordnung der kombinierten
Strombahnen wird mit der Verwendung eines Quaternio auch die Möglichkeit beliebiger
Phasendrehung erreicht. Dies erweist sich insbesondere in Hochstationen, deren Mittelspannungsabzweige
in Freileitung
ausgeführt werden, und bei einem Transformatorenabzweig
als vorteilhaft; Bild 4 und 6: Blanke Leiter Die Verbindungsleitungen zu einem Freileitungs-,
Kabel- oder Transformatoren-Abzweig können dadurch, daß die Anschlußstellen (in
vertikaler Anordnung) übereinander liegen (Phasendrehung), aus Seilen hergestellt
werden. Zur Montage bietet sich hierbei vortrefflich die Verwendung des Preßkabelschuh-Systems
an. La&erhaltung, Durch Wegfall der konservativen Sammelschienen und der dadurch
notwendigen Zusatzmaterialien, welche in Absatz II aufgezählt wurden, bietet sich
für die Blektrizitätaversorgungsunternehmen eine vereinfachte Lagerhaltung. Der
Lasttrennungs-Quaternio hat die Form eines Würfels, der sich durch sein vorteilhaftes
Volumen in einem viermal größeren Umfang als der konservative Lasttrenner liefern
läßt. Isolierteile, kombinierte Strombahnen und Hebel (selbst in ausgeschaltetem
Zustand!) greifen nämlich nicht über die Profilstahlkonstruktion hinaus.
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Zusammenfassun& Im Hinblick auf die in den letzten Jahren allgemein
erheblich angestiegene Kostenlage bietet der I,asttrennungs-Quaternio bei seiner
Verwendung
in Mittelspannungs-Umspannanlagen neben seine: Vorzügen bezüglich Sicherheit aufgrund
der Übersichtlichkeit und des lichtbogen-Lösch-Zentralsystems durch seine materiale
Einfachheit finanzielle, d.h. wirtschaftliche Vorteile. Es ist nicht außer acht
zu lassen, daß die Verwendung eines oder mehrerer solcher Lasttrennungs-Quaternioneneine
Vereinfachung für die gesamte Mittelspannungsanlage bedeutet. Durch schematische
Gegenüberstellung von einer traditionellen Anlage in Bild 1 und einer
mit Quaternio projektierten Anlage in den Bildern 2, 3 und 5 wird eine Vergleichsmöglichkeit
geboten. IV. Das Gerät
Um bereits Gesagtes noch einmal aufzunehmen: Der Lasttrennungs-Quaternio
stellt die Grundlage zum Bau einer sammelschienenlosen Mittelspannungsanlage dar.
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Sein prinzipieller Aufbau sieht ein (beispielsweise dreiphasiges)
Lichtbogen-Lösch-Zentralsystem vor. Dieses besteht aus einer Isoliersäule und (dem
Beispiel gemäß: drei) Lichtbogen-Lösch-Vorrichtungen, welche, in gleichmäßigem Abstand
übereinander angeordnet, von der Isoliersäule getragen werden; Bild 7. In diesen
Vorrichtungen werden die radiärsymmetrisch ebenfalls übereinander angebrachten (dreipoligen)
kombinierten Strombahnen zusammengeführt,
dah. der betriebsmäßige
Schaltzustand wird hergestellt. Die Isoliersäule kann in ihrer Formgebung der jeweiligen
Anzahl von Strombahnen angepaßt werden, Bild 8 - 'l9, sie befindet sich lotrecht
in der Mitte der Profilstahlkonstruktion. Die Abstände der Pole von Mitte zu Mitte
werden in den Kennbuchstaben N und S festgelegt. Vier (dreipolige) Zasttrennschalter
mit sichtbarer Trennstrecke sind also in einem Schaltgerät zusammengefaßt.
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Der Lasttrennungs-Quaternio kann in jeder Zage betriebssicher befestigt
werden. Er ist pflege- und wartungsfrei.
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Beim Lasttrennungs-Quaternio ist beispielsweise für jede der vier
(dreipoligen) Schalteinheiten ein Zug- und Druck-Ösenhebel vorgesehen. Die vier
Hebel wirken auf einen gemeinsamen Aus- un= Ein-Schaltmechanismus, welcher gestattet,
jede Schalteinheit getrennt mit der Schaltstange zu betätigen. (Es könnte aber such
jeder Schalteinheit ein separater Mechanismus zugeordnet werden.) Der Ausschaltvorgang
wird durch Zug, der Einschaltvorgang durch Druck veranlaßt. Das Einsetzen des Schaltablaufes
sowie die Geschwindigkeit desselben sind sowohl von der Betätigung als auch von
der Befestigungslage unabhängig. Ebenso bieten sich im Quaternio für die Betätigungsweise
des Schalters noch andere Möglichkeiten an: Steigbügel-Antrieb in Verbindung mit
Gestänge und Hebel, Motor-"oder Druckluft-Antrieb. In den Lasttrennungs-
Quaternio
lassen sich verschiedene Arten von Brdunge- und mechanischen
Verriegelungs-Vorrichtungen sowie Arbeite- und Ruhestrom-8ekundä,rauelöser
einbauen.
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Zur Herstellung des Gerätes können zum Teil handelsübliche
Er-
zeugnisse verwendet werden. Das schließt jedoch nicht
aus, sämt-
liche Isolierteile, zum Beispiel, aus einem kompakten
Guß zu er-
zeugen.
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Die Wahl des Quaternio als eine konzentrische Erfassung
von
vier (dreipoligen) Trenneinheiten bot sich neben der wohl vor-
teilhaften
Vereinfachung der herkömmlichen Lasttrenngeräte auch
deshalb an,
weil sich die Mittelspannungs-Umepannanlagen aus
_@ner durchschnittlichen
Anzahl von vier (dreipoligen) Trenneinueiten zusammensetzen. Ebensogut
hätte man zum Beispiel eine Zusammenfassung von drei oder fünf Trenneinheiten
über ein zu einer apparativen Einheit für die
Realisierung vorschlagen
können; Bild 8 - 10 und 17 - 19. Aus
obengenanntem Grunde
jedoch und wegen der Zweoka,ßigkeit des Ge-
rätes hinsichtlich
seiner Porm sei es in dieser Beschreibung, um ein ausgeprägtes
Beispiel zu geben, als "Quaternio" (Vierer-Einheit) mit seiner
Perfektion durch das Iriohtbogen-LÖsch-Zentraleystem hervorgehoben. Die eich
aus der Grundkonzeption, Bild 11, als möglich ergebenden Varianten
der Anordnungsweise, Form und Art der Geräteteile konnten
ihrer Vielzahl wegen - sie
lassen rioh
in beliebig viele kufsplitterungen fortsetzen -nur in beschnittener
Veise in den Bildern 8 - 10 und 12 - 19
schematisch dargestellt
worden,