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Die Erfindung bezieht sich auf ein Knotenpunktschaltgerät zur selektiven
Heraustrennung der fehlerhaften Strecke eines vermischten elektrischen Netzes, das
mit je einem Trennschalter in jeder vom Knotenpunkt abzweigenden Strecke versehen
ist.
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In vermischten Mittelspannungsnetzen werden an den Knotenpunkten Schaltgeräte
eingesetzt, die eine selektive Fehlererfassung gestatten. Hierbei ist es wichtig,
daß der Knotenpunkt mit erfaßt wird.
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Bei den bekannten Ausführungen sind zu diesem Zweck jedem Zu- oder
Abgang eines jeden Knotenpunktes je ein Leistungsschalter zugeordnet, der im Fehlerfall
die Abschaltung und damit die selektive Auswahl übernimmt. Der Aufwand an Leistungsschaltern
ist hierbei verhältnismäßig groß.
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Weiterhin ist eine Schaltungsanordnung bekanntgeworden, bei der einem
Leistungsschalter mehrere Trennschalter zugeordnet sind. Im Störungsfall wird dabei
durch Kurzunterbrechung die fehlerhafte Strecke ermittelt und anschließend aus dem
Netz getrennt. Diese Schaltung hat jedoch den Nachteil, daß sie nur bei Netzen mit
einseitiger Einspeisung angewendet werden kann (Bull. S.E.V., Band 51 (1960) S.
893 bis 899).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
zur selektiven Heraustrennung der fehlerhaften Strecke eines vermischten Netzes
zu schaffen, die sich gegenüber den bekannten Einrichtungen durch einen relativ
geringen Aufwand auszeichnet.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in jedem Knotenpunkt
nur ein Leistungsschalter vorgesehen ist, dessen Kontakte einem jeden Zu- oder Abzweig
zugeordnet sind und der in Abhängigkeit von der Schutzanregung zu einem Wiedereinschaltvorgang
veranlaßt wird, und daß in der spannungslosen Pause der Trennschalter des fehlerhaften
Zweiges öffnet.
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Der Leistungsschalter ist mit einer Wiedereinschaltvorrichtung versehen,
die nach Art einer Kurzunterbrechung für einen fest vorgegebenen Zeitraum die Schaltstrecke
spannungslos macht. Diese spannungslose Pause ist bemessen einmal auf die gerade
noch zulässige Unterbrechung für die angeschlossenen Verbraucher und zum anderen
auf die Zeit, die der Trennschalter benötigt, um nach der Anregung mit Sicherheit
geöffnet zu haben. Sind mehrere Zuleitungen in einem Knotenpunkt vorhanden, so ist
der Leistungsschalter mit so viel Kontakten zu versehen, wie Leitungen vorgesehen
sind.
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An Hand eines Zeichnungsbeispiels sei die Erfindung näher erläutert.
F i g. 1 zeigt einen Knotenpunkt mit vier Zu- und Abgängen. Leitungen
1 bis 4
sind mit ja einem Trennschalter T 1 bis
T 4 versehen, wobei allen gemeinsam ein Leistungsschalter L
5 zugeordnet ist. Eine Knotenpunktsleitung 6 verbindet die Leitungen
1 bis 4. Der Leistungsschalter ist dabei mit vier Kontakten je Phase
versehen. Diese vier Kontakte sind miteinander verbunden, so daß bei Anregung des
Leistungsschalters alle gleichzeitig öffnen und schließen. Die Anregung erfolgt
über Stromwandler 7, die dem Schutzrelais zugeordnet sind, und die gleichzeitig
den zugehörigen Trennschalter beeinflussen.
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Die Öffnung des Trennschalters, der dem fehlerhaften Abzweig zugeordnet
ist, erfolgt durch einen Impuls vom Schutzrelais in Verbindung mit einer elektrischen
Verriegelung mit dem Leistungsschalter. Wichtig hierbei ist, daß der Trennschalter
in der spannungslosen Pause, die durch die Wiedereinschaltung bestimmt ist, öffnet.
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Die in solchen Anlagen verwendeten Trennschalter müssen mit einem
Schnellantrieb versehen sein, um auf einen Kurzschluß schalten zu können. In den
Fällen, in denen eine Leitung aufgetrennt ist und zugeschaltet werden soll, muß
die Zuschaltung über den Trennschalter direkt erfolgen, da der Leistungsschalter
nicht herausgenommen werden kann. Bei normaler Zuschaltung ist es kein Problem,
dieses allein mit dem Trennschalter vorzunehmen. Eine Einschaltung auf einen bestehenden
Kurzschluß dagegen erfordert für den Trennschalter eine erhöhte Einschaltgeschwindigkeit,
um die Kontakte vor Verbrennung zu schützen. Bei einer derartigen Einschaltung wird
jedoch der Leistungsschalter unverzüglich angeregt und seine Wiedereinschaltung
durchführen, wobei in der spannungslosen Pause der Trennschalter sofort wieder hinausgeht.
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Jeder Knotenpunkt hat seinen eigenen Leistungsschalter mit den zugehörigen
Trennschaltern in den einzelnen Abschnitten. Bei einem vermischten Netz ist infolgedessen
eine Mitnahmeschaltung zwischen den Leistungsschaltern der Knotenpunkte erforderlich,
da im Fehlerfall die Wiedereinschaltung ohnehin auf beiden Seiten der Fehlerstrecke
erfolgen muß. Hierbei spielt es keine Rolle, wenn die Wiedereinschaltung in den
beiden Knotenpunkten des fehlerhaften Stranges zeitlich differiert, was beispielsweise
bei einem Staffelschutz der Fall ist. Die Auftrennung erfolgt zwar zeitlich nacheinander,
aber stets beidseitig, so daß eine selektive Herausnahme der Fehlerstrecke gewährleistet
ist.
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Das Knotenpunktschaltgerät wird zweckmäßig in Form eines Geräteblocks
ausgeführt. Ein solcher Geräteblock kann fabrikmäßig vorgefertigt sein, so daß am
Ort nur noch sein Einbau zu erfolgen braucht.
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Jeder Knotenpunkt innerhalb eines vermischten Netzes stellt eine Schaltanlage
dar, in der mehrere Einzelkabel über eine Sammelschiene zusammengeschlossen sind.
Dieser Zusammenschluß erfolgt in besonders dafür vorgesehenen Räumen - auch unter
Erde - oder in Freiluftanlagen. Es ist daher angebracht, die Leistungsschalter mit
den zugehörigen Trennschaltern und Wandlern in Form von Geräteblöcken so zu gestalten,
daß sie auf besonders dafür vorbereitete Kabelblöcke aufsetzbar sind. Hier ist vorgesehen,
diese Geräteblöcke fabrikfertig vollständig verdrahtet herzustellen und an Ort zu
liefern. Der Block wird dann lediglich auf die vorbereiteten Kabelblöcke aufgesetzt,
und die Anlage ist sofort funktionsfähig. Der Geräteblock kann auch isoliert ausgeführt
sein, womit sein Einsatz in Freiluftanlagen möglich ist. Der besondere Vorteil liegt
in der Einfachheit, vor allem aber in der fabrikmäßigen Herstellung.
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F i g. 2 zeigt symbolisch einen solchen Geräteblock, der aus drei
übereinanderliegenden Gehäusen 15, 16, 17 besteht. Es sei der Abzweig 1 dargestellt,
dem ein Trennschalter T 1 zugeordnet ist, der über einen Kontakt des Leistungsschalters
L 5 an der Knotenpunktsleitung 6 liegt. Ein Wandler steht mit dem
Schutz in Verbindung, durch den die Leitung 1
überwacht wird. Der Geräteblock
hat so viele Zu-und Abgänge, wie Leitungen in einem Knotenpunkt zusammenlaufen.
Dementsprechend ist der Leistungs-
Schalter L5 mehrpolig auszuführen
und mit so vielen Kontaktstiften zu versehen, wie Abgänge und Phasen vorhanden sind.
Das Gehäuse 15 ist in F i g. 3 näher dargestellt. Unter der Annahme, daß ein Zugang
und vier Abgänge vorhanden sind, ist der Leistungsschalter L 5 mit dreimal vier
Kontaktstiften, je für die Phasen R, S, T, versehen. Diese Kontaktstifte, die für
eine Phase in Form einer Brücke 11 ausgebildet sind, liegen im eingeschalteten Zustand
in entsprechenden Gegenkontakten 12 einer jeden Phase. Durch eine Hubbewegung wird
der Leistungsschalter L 5 von seinen Gegenkontakten getrennt und vollführt auf diese
Art und Weise die Unterbrecherschaltung.
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Der Geräteblock wird zweckmäßig so aufgeteilt, daß er den in der Praxis
vorkommenden Anforderungen in jeder Hinsicht gerecht wird. Im Gehäuse 15 ist dementsprechend
nur der Leistungsschalter L 5 mit seinen Kontakten angeordnet, während der Trennschalter
und die Wandler im Gehäuse 16 untergebracht sind. Das Gehäuse 17 stellt den Kabelendverschluß
dar, auf den die anderen beiden Teile aufsetzbar sind. Bei dieser Art der Aufteilung
ist es möglich, nur durch entsprechende Verdrahtung das Gehäuse 15 mit dem Leistungsschalter
wahlweise für einen Knotenpunkt mit mehreren Zu- und Abgängen und einen Knotenpunkt
mit nur einem Zugang einzusetzen.
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Statt einer Kontaktanordnung für eine Hubbewegung kann auch der Leistungsschalter
in Form eines Drehkreuzes ausgebildet sein. Die Gegenkontakte sind dann entsprechend
auszubilden, so daß bei jeder Drehbewegung des Leistungsschalters eine Kontaktunterbrechung
erfolgt. Für das Drehkreuz stehen verschiedene Variationsmöglichkeiten, z. B. eine
Drehscheibe, zur Verfügung. Bei einer Drehscheibe kann die Kontaktanordnung am Leistungsschalter
so vorgenommen werden, daß die einzelnen Stifte je einer besonderen Kontaktbahn
gegenüberstehen. Wird diese Kontaktbahn mit einer Unterbrecherstelle versehen, so
ist es möglich, durch eine kontinuierliche Drehbewegung den Leistungsschalter über
die Kontaktbahn und damit über deren Unterbrechung zu führen. Dabei muß die Unterbrechungsstelle
in ihrer Größe so gewählt sein, daß die dadurch entstehende spannungslose Pause
ausreicht, um mit Sicherheit den nachgeschalteten Trennschalter herausnehmen zu
. können. Durch ein Drehkreuz mit Zentralbeblasung kann die gleiche Wirkungsweise
erreicht werden.