DE1590299C - Einbaufertiges Mittelspannungs-FeId - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein einbaufertiges Mittelspannungs-Feld mit einer für alle Phasen gemeinsamen, eine Isolierflüssigkeit von hoher Durchschlagsfestigkeit enthaltenden Kapselung, das je Pol einen in einem rohrförmigen Gehäuse aus Isoliermaterial untergebrachten, ausbaubaren Leistungsschalter mit zwei koaxial hintereinanderliegenden, durch einen Schaltstift verbindbaren festen Kontakten und einen Trennumschalter aufweist, der den einen festen Leistungsschalterkontakt und in der Einschaltstellung des Schaltstiftes den am anderen festen Leistungsschalterkontakt angeschlossenen, vom Schaltfeld abgehenden Stromleiter entweder mit einem der Sammelschienenleiter oder mit einem Erdungskontakt verbindet.

Mittelspannungs-Felder dieser Art sind bekannt (französische Patentschrift 1 366 868). Sei sind jedoch darin nachteilig, daß der Schalterantrieb des Leistungsschalters bei Trennumschaltung mitgeschwenkt werden muß. Bei ausgebautem Leistungsschalter ist es überdies möglich, spannungsführende Teile zu berühren. Das stellt eine erhebliche Gefahr bei Bedienung und Wartung dar.

Bei einer begehbaren Innenraum-Hochspannungsschaltanlage ist es bekannt (britische Patentschrift 759 729), zwischen dem Leistungsschalter und den Sammelschienen eine Trennwand anzuordnen, durch die ein Erdungs-Trennumschalter greift, der in seiner einen Schaltstellung eine Verbindung zwischen dem jeweiligen Sammelschienenleiter und dem zugehörigen Kontakt des Leistungsschalters, in seiner anderen Schaltstellung eine Verbindung zwischen Erde und jenem Leistungsschalterkontakt herstellt. In der Erdungsstellung liegt der Isolierkörper des Trennumschalters derart in der Durchtrittsöffnung der Trennwand, daß ein Hindurchgreifen durch diese und damit ein Berühren spannungsführender Teile verhindert wird. Bei dieser bekannten Anlage ist es darüber hinaus auch möglich, den abgehenden Stromleiter durch Schließen des Leistungsschalters bei in Trennstellung befindlichem Trennumschalter an Erde zu legen.

. Auch sind schon Schaltfelder bekannt (USA.-Patentschrift 2 928 922, französische Patentschriften 1 343 521 und 1 397 775), bei denen im Schaltfeld die Sammelschienen unten angeordnet, zwischen Sammelschienen und Leistungsschalter isolierende Trennwände vorgesehen und die Durchführungen für die Kabelendverschlüsse auf halber Höhe des Schaltfeldes ausgebildet sind.

Bekannt sind schließlich (französische Patent-Schriften 1 003 523 und 1 397 775) in Längsrichtung bewegliche Schaltstifte für Leistungsschalter, die aus elektrisch leitfähigen und isolierenden Abschnitten bestehen.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Mittelspannungsfeld der eingangs genannten Bauart so auszubilden, daß beim Ausbau und im ausgebau-

3 4

ten Zustand des Leistungsschalters keine Gefahr be- dem abgehenden Stromleiter verbundenen feststehensteht, spannungsführende Teile zu berühren, wobei den Kontaktes des Leistungsschalters liegt und bei vorausgesetzt wird, daß der abgehende Stromleiter eingeschaltetem Leistungsschalter sein oberes Ende keine Rückspannung aufweist. höchstens geringfügig aus dem Gehäuse des Lei-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- 5 stungsschalters hervorragt.

löst, daß der Tremiumschalter je Pol aus einer von Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im einem Schaltstück diametral durchsetzten Kreis- folgenden an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt scheibe aus Isoliermaterial besteht, daß alle Kreis- F i g. 1 einen Aufriß eines Pols eines Mittelspanscheiben auf einer zwischen zwei um 90° versetzte nungs-Feldes,

Schaltstellungen drehbaren gemeinsamen, quer zu ίο F i g. 2 eine perspektivische Ansicht des Trenn-

den Schalterpolen verlaufenden Welle befestigt sind, Umschalters,

daß jede Kreisscheibe an ihrem Umfang gegen die F i g. 3 eine Vorderansicht eines dreiphasigen

herausragenden Enden des diametralen Schaltstücks Mittelspannungs-Feldes,

um 90° versetzt einen über sämtliche Kreisscheiben F i g. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung von ·

reichenden gemeinsamen Kurzschlußleiter trägt, der 15 F i g. 3 und

in der Trennstellung des Umschalters die unteren F i g. 5 bis 7 schematische Ansichten der mögli-

Kontakte des Leistungsschalters mit dem Erdungs- chen Betriebsstellungen.

kontaktstück verbindet, und daß zwischen dem Lei- F i g. 1 zeigt ein Gehäuse 8 eines Mittelspannungsstungsschalter und den darunterliegenden Sammel- schaltfeldes, das aus Metall oder mechanisch widerschienen eine ebene Quer-Trennwand aus Isolierma- 20 standsfähigem Isoliermaterial besteht. Der Innenterial angeordnet ist, die Ausnehmungen aufweist, raum 9 des Gehäuses 8 des Schaltfeldes ist mit einer die von den Kreisscheiben nahezu fugenlos durch- Isolierflüssigkeit, ζ. B. mit Öl, gefüllt. Im Innensetzt sind und über der die gemeinsame Welle sowie raum 9 des Gehäuses 8 des dreipoligen Schaltfeldes der Kurzschlußleiter liegen. sind oben ein Leistungsschalter 10 zum Ein- und Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß trotz 25 Ausschalten unter Last und unten ein um seine einfacher Schaltfunktion die Sammelschienen auch Achse drehbarer Trennumschalter angeordnet, bei ausgebautem Leistungsschalter gegen jede Beruh- Die Leistungsschalter 10 bestehen aus rohrförmirung durch die Bedienungsperson gesichert sind. gen Gehäusen 11 aus Isoliermaterial, in denen verti-Weiter sind in Trennstellung zur Erhöhung der Si- kale Schaltstifte 12 in ihrer Achsrichtung beweglich cherheit die unteren Kontakte des Leistungsschalters 3° sind. Für die Bewegung der Schaltstifte 12 der Leiselbsttätig geerdet. Neben der Sicherheit für das Be- stungsschalter 10 ist oben auf dem Gehäuse 8 des triebspersonal wird durch die Verwendung des zu- Schaltfeldes ein ortsfester Antrieb 13 vorgesehen, der sätzlichen Trennumschalter auch noch eine Ver- über eine Energiespeichervorrichtung gesteuert wird, einfachung des Leistungsschalters möglich, der keine die den Schaltstiften 12 eine ausreichende Geschwin-Trennkontakte, keine Schwenklagerung und keinen 35 digkeit zur Abschaltung von Kurzschlußströmen verbeweglichen Antrieb mehr erfordert. Dadurch ist leiht. Die Leistungsschalter 10 weisen untere Kondessen Konstruktion vereinfacht, die Herstellungsko- takte 14 und obere Kontakte 15 auf. Die Schaltstifte sten werden vermindert, die Lebensdauer erhöht. 12 sind dabei so ausgebildet, daß sie zwischen den Gemäß einer Weiterbildung kann die die Kreis- Kontakten 14 und 15 der Leistungsschalter 10 einen scheiben des Trennumschalters tragende Welle mit 40 elektrisch leitfähigen Abschnitt, zwischen dem festeiner zusätzlichen Kreisscheibe aus Isoliermaterial stehenden Kontakt 15 und dem Punkt 16 einen isoversehen sein, auf deren Umfang der gemeinsame lierenden Abschnitt und zwischen dem Punkt 16 und Kurzschlußleiter abgestützt ist, der in der Ausschalt- der Anlenkung 17 des Antriebs 13 am Schaltstift 12 stellung des Trennumschalters mit dem ortsfesten Er- einen weiteren elektrisch leitfähigen Abschnitt aufdungskontaktstück in Berührung steht. Zweckmäßig 45 weisen. Der elektrisch leitfähige Abschnitt der wird dabei das Erdungskontaktstück oberhalb der Schaltstifte 12 zwischen Punkt 16 und Anlenkung 17 Kreisscheibe auf derselben Höhe angeordnet wie die ermöglicht es, diesen Abschnitt unabhängig von der unteren Kontakte des Leistungsschalters. Man erhält jeweiligen Schaltstellung des Schaltstiftes an Erde zu so eine zugleich einfache und solide Konstruktion, die legen und damit zur Sicherung des Betriebspersonals für eine selbsttätige Erdung der unteren Kontakte des 50 potentialfrei zu halten.

Leistungsschalters in der Trennstellung des Umschal- F i g. 2 zeigt den im Gehäuse 8 des Schaltfeldes ters sorgt. Die gewählte Konstruktion beeinträchtigt unten angeordneten Trennumschalter. Dieser weist je dabei den Berührungsschutz der Sammelschienen Pol bzw. Phase eine Kreisscheibe 18 aus Isoliermatenicht. rial auf, die auf eine quer zu den Schaltpolen verlau-Dennoch ist es in weiterer Ausgestaltung möglich, 55 fende horizontale Welle 19 aufgesetzt und jeweils in an sich bekannter Weise die mechanische Betäti- von einem Schaltstück 20 diametral durchsetzt sind, gungsvorrichtung für den Leistungsschalter und den das mit seinen Enden auf die in der Zeichnung ge-Trennumschalter oberhalb des Gehäuses des Schalt- zeigte Weise über den Umfang der jeweiligen Kreisfeldes anzuordnen, was eine Bedienungserleichterung scheibe 18 herausragt. Die Welle 19 besteht ebenfalls darstellt und zur Sicherheit des Betriebspersonals 60 aus Isoliermaterial und weist beispielsweise quadratibeiträgt. sehen oder rechteckigen Querschnitt auf. Der An-Zweckmäßig weist in an sich bekannter Weise trieb des Trennumschalters erfolgt über einen an (französische Patentschriften 1 003 523 und einem Ende der Welle befestigten Kurbelhebel 21, 1 397 775) der bewegliche Schaltstift des Leistungs- der über eine Stange 22 mit einer mechanischen Beschalters zwischen zwei elektrisch leitfähigen Ab- 65 tätigungsvorrichtung 23 verbunden ist, die oben auf schnitten einen isolierenden Abschnitt von solcher das Gehäuse 8 des Schaltfeldes aufgebaut ist. Diese Länge auf, daß sein unteres Ende bei eingeschalte- Antriebsverbindung ist in F i g. 1 durch eine strichtem Leistungsschalter oberhalb des unmittelbar mit punktierte Linie angedeutet. Gemäß der Darstellung

in den F i g. 1 und 2 verbindet der drehbare Trennumschalter jeweils den unteren Kontakt 14 der Leistungschalter 10 über die die Kreisscheiben 18 diametral durchsetzenden Schaltstücke 20 mit der zugehörigen Phase der Sammelschienen 25, die im Gehäuse 8 unten angeordnet sind. Der Trennumschalter weist noch eine weitere, gegenüber der gezeigten um einen Drehwinkel von 90° versetzte Schaltstellung auf, die die er durch Betätigen der mechanischen Betätigungsvorrichtung 23, Spange 22 und Kurbelhebel 21 gebracht werden kann. In dieser Schaltstellung liegen die Schaltstücke 20 der Kreisscheiben 18 horizontal, so daß die Leistungsschalterspule von den Sammelschienen 25 abgetrennt sind.

Der· Trennumschalter ist weiter mit einem Kurz-Schlußleiter 26 versehen, der Punkte des Umfangs der Kreisscheiben 18 sämtlicher Phasen miteinander verbindet, die um 90° gegenüber den Punkten des Umfangs der Kreisscheibe versetzt sind, an denen die Enden der Schaltstücke 20 über dem Kreisscheibenumfang vorstehen. Der horizontal und parallel zur Welle 19 angeordnete Kurzschlußleiter 26 erstreckt sich überdies zu einer zusätzlichen Kreisscheibe 27 aus Isoliermaterial, die sich am einen Ende des Trennumschalters· auf der Welle 19 befindet und kein diametrales Schaltstück 20 aufweist. Wenn die Pole des Leistungsschalters 10 über die Schaltstücke 20 der Kreisscheiben 18 mit den Sammelschienen 25 verbunden sind, ist der Kurzschlußleiter 26 vollständig isoliert. Dafür genügt es, seinen Abstand in der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Stellung von den unter Spannung stehenden Teilen mit einem genügenden Sicherheitsabstand zu wählen, der von der Art der den Innenraum 9 füllenden Isolierflüssigkeit bzw. ihrer Durchschlagsfestigkeit abhängen wird. In der anderen Schaltstellung verbindet der Kurzschlußleiter 26 die unteren Kontakte 14 der Leistungsschalter 10 mit einem Erdungskontaktstück 28, das über der zusätzlichen Kreisscheibe 27 auf derselben Höhe angeordnet ist wie die unteren Kontakte 14 der Leistungsschalter 10. Das Erdungskontaktstück 28 liegt für das Herstellen dieser Verbindung in der durch die Achsen der beweglichen Schaltstifte 12 der Pole bestimmten senkrechten Ebene. Sein Erdungsanschluß wird zweckmäßig über eine Verbindung mit dem Gehäuse 8 des Schaltfeldes bewirkt, das ebenfalls an Erde liegt. Wird der Trennungsumschalter von der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Schaltstellung in die gegenüber dieser um 90° versetzte Schaltstellung gebracht, so kommt, sobald sich die Schaltstücke 20 in Horizontalstellung befinden, der Kurzschlußleiter 26 sowohl mit dem Erdungskontaktstück 28 als auch mit den unteren Kontakten 14 der Leistungsschalter 10 in Berührung. Dadurch sind gleichzeitig die Pole dieses Schalters von den Sammelschienen 25 abgetrennt und dessen untere Kontakte 14 kurzgeschlossen und geerdet, womit ein sicherer Schutz gegen einen Durchschlag der Trennstrecke erzielt ist.

Die Sicherheit des Betriebspersonals wird weiter durch eine ebene Quer-Trennwand 24 aus Isoliermaterial erhöht, die auf die dargestellte Weise Ausnehmungen aufweist, die von den Kreisscheiben 18 nahezu fugenlos durchsetzt sind. Durch die kombinierte Wirkung der Trennwand 24 und der Kreisscheiben 18 wird so jeder Zugang zu den stromführenden Sammelschienen 25 wirkungsvoll verhindert, so daß es ohne weitere Vorsichtsmaßnahmen möglich ist, den Leistungsschalter 10 und seine Schaltmechanik nach oben aus dem Gehäuse 8 des Schaltfeldes herauszuheben.

F i g. 3 und 4, die sich wieder auf drei Pole beziehen, zeigen Anschlüsse 29, mit denen jeweils die oberen Kontakte 15 der Leistungsschalter 10 im Gehäuse 8 über dessen Wandung durchsetzende Durchführungen 30 mit einem Kabelendverschluß 31. verbunden sind. Im Kabelendverschluß 31 ist über. Leiter 32 die Verbindung mit dem abgehenden Stromleiter 33 hergestellt.

Der als Drehschalter ausgeführte Trennumschalter ermöglicht es also, im ausgeschalteten Zustand des Leistungsschalters dessen untere Kontakte 14 entweder mit den Sammelschienen 25 zu verbinden (senkrechte Stellung der Schaltstücke 20), oder sie über den Kurzschlußleiter 26 zu erden und kurzzuschließen (waagerechte Stellung der Schaltstücke 20). In jeder dieser Stellungen kann mit Hilfe der mechanischen Betätigungsvorrichtung 23 der Laststromkreis durch den Leistungsschalter 10 geschlossen werden, indem man mit Hilfe des ortsfesten Antriebs 13 und der von diesem betätigten Schaltstifte 12 die Verbindung zwischen den unteren und oberen Kontakten 14 bzw. 15 der Leistungsschalter 10 herstellt und dadurch gegebenenfalls im Last- oder im Kurzschlußbetrieb den abgehenden Stromleiter 33 an die Sammelschienen 25 oder an das Erdungskontaktstück 28 legt.

Die verschiedenen Schaltstellungen des Leistungsschalters 10 und des Trennumschalters sollen an Hand der F ig. 5 bis 7 noch kurz erläutert werden.

F i g. 5 zeigt ein Mittelspannungs-Schaltfeld in Normalbetrieb. Der abgehende Stromleiter 33 ist über den Leistungsschalter 10 und die Schaltstücke 20 des Trennumschalters an die Sammelschienen 25 angeschlossen, der Kurzschlußleiter 26 ist abgetrennt.

F i g. 6 zeigt eine Schaltstellung, in der der abgehende Stromleiter 33 abgeschaltet, der Leistungsschalter 10 geöffnet und der Trennumschalter in Trennstellung gebracht ist, in der die unteren Kontakte 14 kurzgeschlossen und geerdet sind.

Fig.7 zeigt eine Schaltstellung, die sich gegenüber derjenigen von F i g. 6 dadurch unterscheidet, daß nunmehr auch der abgehende Stromleiter 33 durch Schließen des Leistungsschalters 10 bei in Trennstellung befindlichem Trennumschalter an Erde gelegt ist, wie an sich bekannt.

Mit Hilfe des fest eingebauten Leistungsschalters (Vorrichtung mit Ein- und Ausschaltvermögen) ermöglicht das beschriebene Mittelspannungs-Schaltfeld die Umschaltung der Verbindung eines abgehenden Stromleiters wahlweise mit einem Stromschienensatz bzw. einem geerdeten Stromkreis, also die bekannte Prinzipschaltung einer Verteilerzelle.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einbaufertiges Mittelspannungs-Feld .mit einer für alle Phasen gemeinsamen, eine Isolierflüssigkeit von hoher Durchschlagsfestigkeit enthaltenden Kapselung, das je Pol einen in einem rohrförmigen Gehäuse aus Isoliermaterial untergebrachten, ausbaubaren Leistungsschalter mit zwei koaxial hintereinanderliegenden, durch einen Schaltstift verbindbaren festen Kontakten und einen Trennumschalter aufweist, der den einen festen Leistungsschalterkontakt und in der Einschaltstellung des Schaltstiftes den am anderen festen Leistungsschalterkontakt angeschlossenen, vom Schaltfeld abgehenden Stromleiter entweder mit einem der Sammelschienenleiter oder mit einem Erdungskontakt verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennumschalter je Pol aus einer von einem Schaltstück (20) diametral durchsetzten Kreisscheibe (18) aus Isoliermaterial besteht, daß alle Kreisscheiben auf einer zwischen zwei um 90° versetzte Schaltstellungen drehbaren gemeinsamen, quer zu den Schalterpolen verlaufenden Welle (19) befestigt sind, daß jede Kreisscheibe an ihrem Umfang gegen die herausragenden Enden des diametralen Schaltstücks (20) um 90° versetzt einen über sämtliche Kreisscheiben (18) reichenden gemeinsamen Kurzschlußleiter (26) trägt, der in der Trennstellung des Umschalters die unteren Kontakte (14) des Leistungsschalters (10) mit dem Erdungskontaktstück (28) verbindet, und daß zwischen dem Leistungsschalter (10) und den darunterliegenden Sammelschienen (25) eine ebene Quer-Trennwand (24) aus Isoliermaterial angeordnet ist, die Ausnehmungen aufweist, die von den Kreisscheiben (18) nahezu fugenlos durchsetzt sind und über der die gemeinsame Welle (19) sowie der Kurzschlußleiter (26) liegen.

2. Schaltfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (19) eine zusätzliche Kreisscheibe (27) aus Isoliermaterial trägt, auf deren Umfang der gemeinsame Kurzschlußleiter (26) abgestützt ist, der in der Ausschaltstellung des Trennumschalters mit dem ortsfesten Erdungskontaktstück (28) in Berührung steht.

3. Schaltfeld nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erdungskontaktstück (28) oberhalb der Kreisscheibe (27) auf derselben Höhe angeordnet ist wie die unteren Kontakte (14) des Leistungsschalters (10).

4. Schaltfeld nach einem der Ansprüche 1 bis .

3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die mechanische Betätigungsvorrichtung (23) für den Leistungsschalter (10) und den Trennumschalter oberhalb des Gehäuses (8) des Schaltfeldes angeordnet ist.

5. Schaltfeld nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der bewegliche Schaltstift (12) des Leistungsschalters (10) zwischen zwei elektrisch leitfähigen Abschnitten (14-15, 16-17) einen isolierenden Abschnitt (15-16) von solcher Länge aufweist, daß sein unteres Ende bei eingeschaltetem Leistungsschalter oberhalb des unmittelbar mit dem abgehenden Stromleiter (33) verbündenen feststehenden Kontaktes (15) des Leistungsschalters (10) liegt und bei eingeschaltetem Leistungschalter sein oberes Ende höchstens geringfügig aus dem Gehäuse (11) des Leistungsschalters hervorragt.