DE1665260A1 - Metallumschlossene Schaltvorrichtung fuer hohe Spannung - Google Patents

Description

PATENTANWALT

'E. F. EITNER «***«7

MÜNCHEN5, ERHARDTSTRAS8E8 * '

1663260

N.V. "COQ", Kanaalweg 72, Utrecht, die Niederlande· "Metallumschlossene Schaltvorrichtung für hohe Spannung¹¹·

Sie Erfindung bezieht sich auf eine metallumschlosseae Schaltvorrichtung für hohe Spannung mit mindestens zwei horizontalen parallelen Sammele chi enensy steinen und daran angeschlossenen Schaltfeldern, die je mindestens einen Leistungssehalter und zwei damit in Reihe geschaltete^, je an eine Schiene eines eigenen Sammelschienensysternes angeschlossene* Sammelschienentrennschalter aufweisen, welche Schalter in einem gemeinsamen Metallgefles angeordnet sind, das einen Seil der mit Erde zu verbindenden metallenen Umhüllung der Schaltvorrichtung bildet, wobei wenigstens der dauernd mit der betreffenden Schiene verbundene feste Schaltkontakt jedes Trennschalters sich in einem eigenen, an der metallenen Umhüllung dieser Schiene befestigten vertikalen rohrförmigen Teil dieses GefSsses befindet«

Der Leistungsschalter kann ein einfacher Schalter, wobei der oder jeder Satz zusammenarbeitender Schaltkontakte sowohl zum Unterbrechen als auch zum Unterbrochenhalten und zum Schlieseen des Stromkreises dient, oder ein zusammengesetzter Sehalter sein, wobei mehrere zusammenarbeitende Schaltkontakte ausschliesslich zum Unterbrechen und damit in Reihe geschaltet« zusammenarbeitende Sehaltkontakte nur zum Unterb^ochenhalten und zum Schliessen des Stromkreises dienen· Schaltvorrichtungen der «rwihnten Axt sind für sehr höh· Spannungen, ζ·3· 200 KT und heber, bestirnt.und ihre Schalter und anderen uat«s* Spannung keimenden Seile befinden eich

009887/0420

1565260

meisten· in einem unter Ueberdruck gebrachten isolierenden Gas hohen isolierenden Wertes, z.B. Schwefelhexafluorid (SF₆).

Eine also ausgeführt· metallumschlossene Schaltvorrichtung ist aus der französischen Patentschrift 1*375»899 bekannt. Bei dieser bekannten Schaltvorrichtung befinden sich die Sammelschienen oberhalb der Schienentrennschalter und neben des Leistungsschalter» wahrend ein Kabel oder ein Netzleiter mit des oberen Ende des Ijeistumgsschalters verbunden ist· Diese Ausführung erlaubt nicht, die Schalter und die anderen Geräte der Kabel- oder Hetzleiterfelder, diejenigen der Querkupplungsfelder und diejenigen der Llngskopplungsfelder in derselben Weise in entsprechenden metallenen Umhüllungen unterzubringen und gegenseitig auswechselbar an die Schienen ansuschliessen. Ausserdem sind bei dieser Schaltvorrichtung die Schalter und die damit verbundenen Stromleiter derart in Besug aufeinander angeordnet, dass die metaHesie Umhüllung im ganzen Sehaltfeld eine einzige Strombahn angibt, sodass zur Verhinderung Ton zu grossen Hysteresis- und Wirbelstromverluste^, und der dadurch auftretenden Erwlrmung nicht-magnetisches Material für die UmWmuag benutzt werden muss«

Die Erfindung hat den Zweck, eine metallumechlosseme Schaltvorrichtung der erwähnten Art zu '«erschaffen, wobei die Schalter und die anderen Geräte eines Kabel- oder Betzleiterfeldes zur Verbindung eines Kabels oder Metzleiters mit einer Schiene des einen und/oder einer Schiene des anderen Sammelschi enensy sterne β, diejenigen eines Querkupplung »feld«· für die gegenseitige Verbindung sweier eich nebeneinander erstreckender Schienen und diejenigen eines Etmgskupplungsfeldee zur gegenseitigem Verbindung zweier sieh im ihrer Verlängerung erstreckender Schienen im gleicher Weise angeordnet in identischer Weise trennbar mit dem Schienen verbind-

009887/0420 BAD

baren Gefttssen gleicher Gestalt untergebracht und die Geflsse der Schaltfelder zum grSssten Teil aus Stahl, daher aus magnetischem Material, hergestellt werden kSnnem» Nach, der Brfim&umg wird dies dadurch erreicht, dass τοη jedem dieser Schaltfelder das GefSee mit den Schaltern oberhalb der betreffenden Schienen der Sammelschieneneysteme angeordnet und aus einem wenigstens den leistungsschalter und die ausgeschalteten beweglichen Trennschalterkontakte enthaltenden, Tertikaien, zylindrischen, ersten Cteffssteil mit einem horizontalen Querschnitt in der Gestalt eines Kreises oder eines gleichseitigen Vieleckes und mindestens zwei sich an den Boden dieses ersten Gefftssteiles anachliessenden, je den Schaltraum eines Schienentrennschalters umgebenden, Tertikaien Rohrstücken zusammengesetzt ist, welche Rohrstücke je aus zwei trennbar miteinander rerbundenen coaxialen Teilen bestehen, rom denen der eine am Boden des ersten Geflssteiles befestigt und der andere fest mit der Umhüllung der betreffenden Schiene verbunden ist und den festen Sehaltkontakt des betreffenden Trennschalters enthBlt, und dass die Rohrstücke derart in Bezug auf den erstem Gefissteil angeordnet sind, dass ihre rertikalen Mittellinien in einer zur rertikalen Mittellinie des ersten GefSssteile· konzentrischen Kreiszylinderflftche in einem Bogenabstand τοη 90° liegen.

Bei einem Schaltfeld zum Anschluss eines Kabels oder einer Netzleitung an eine metallumschlossene Schaltvorrichtung dieser Ausführung, τοη welchem Schaltfeld der Leistungsschalter einerseits mit beiden Schienentrennschaltern, andererseits mit durch einen metallenen Anschlusskasten umgebenen Organen zum Anschluss dieses Kabels bzw. Netzleiters verbunden ist, kann dieser Anschlusskasten mit Vorteil unterhalb des ersten Gef&ssteiles angeordnet und trennbar mit einem am Boden des ersten GefSsstelles

0 0 9 8 8 7 / D 4 2 C

gebildeten, nach unten gerichteten Anschlusstutzen verbunden werden, dessen vertikale Mittellinie den Scheitel eines horizontalen gleichschenkligen Dreieckes enthalt, dessen Basis sich zwischen den Mittellinien der beiden Rohrstücke für die Schienentrennschalter erstreckt·

Ss wird ohne weiteres klar sein, dass die Schalter aller Schaltfelder in derselben Weise im Geffiss angeordnet sein können. Hur die Verbindungen zwischen den Schaltern unterscheiden sich bei einem Kabel- oder Netzleiterfeld von denjenigen eines Kupplungsfeldes, wobei der Leitungsschalter zwischen beiden Schienentrennschaltern geschaltet ist und die Anschlussorgane für das Kabel und den Hetzleiter fehlen, sodass bei einem Kupplungsfeld der zur Befestigung des Anschlusskasten am Boden des ersten GefSeetellee vorhandene^ Anschlusetutzen durch eine Platte abgedichtet werden kann·

Der erste Gefttssteil mit dem Leistungaschalter und den beweglichen !Erennechalterkontakten» welcher Gefassten aus der Schaltvorrichtung entfernt und leicht durch einen GefÄssteil mit Schaltern und Verbindungen für ein gleiches oder ein sich davon unterscheidendes Schaltfeld ersetzt werden kann, wird im Allgemeinen auch die Transformatoren, die Kondensatoren und die anderen Gerate für auf Strom bzw. auf Spannung ansprechende Messinstrumente und Sicherungsgerate sowie einen Erdungsschalter enthalten·

Die Erfindung ermöglicht eine weit durchgeführte Gleichförmigkeit zwischen und eine leichte Auswechselbarkeit von den verschiedenen Schaltfeldern der Schaltvorrichtung, was die Folge hat, dass eine bestehende Schaltvorrichtung leicht erweitert oder geänderten Umstanden angepasst werden kann·

Bit Erfindung wird an Hand der Zeichnung nther erläutert werden; darin ist:

«009887/0420'

Fig. 1 ein Schema eines Kabelfeldes, Fig· 2 ein Schema eines Querkupplungsfeldes, Fig. 3 ein Schema eines LSngskupplungsfeldes, Fig. 4 teilweise vertikale Durchschnitt über die Linien IHa-IIIa, IHb-IIIb und IIIc-IIIc in Fig. 5 und teilweise eine Ansicht eines Kabelfeldes einer metallumschlossenen Schaltvorrichtung nach der Erfindung und

Fig. 5 ein Querschnitt über die Linie V-V in Fig. 4 sowie ein entsprechender Querschnitt eines Längskupplungsfeldes·

In den Schemas nach Fig. 1, 2 und 3 ist 1 ein zusammengesetzter Leistungsschalter, der mit zwei in Reihe geschalteten Paaren zusammenarbeitender Schaltkontakte 2, die ausschliesslich zum Unterbrechen des Stromkreises dienen und mit einem mit diesen Schaltkontakten in Reihe geschalteten !Trennschalter 3 zum Unterbrochenhalten des Stromkreises, nachdem die Schaltbogen zwischen den sich trennenden Schaltkonfcakten 2 gelöscht worden sind, sowie zum Schliessen des Stromkreises versehen ist. Durch 4 und 5 sind zwei Schienentrennschalter angedeutet, die je an eine Schiene 6 bzw. 7 (Fig. 1 und 2) oder an eine Schiene 6a bzw. 6b (Fig. 3) zweier verschiedener Sammelschienensysterne der Schaltvorrichtung angeschlossen sind. Fig. 1 stellt ein Schaltfeld zur Verbindung eines Kabels 8 mit mindestens der einen beider Schienen 6, 7 dar. Dabei ist der Leistungsschalter 1 einerseits mit beiden Schienentrennschaltern 4» 5 und andererseits mit den Anschlussorganen 9 für dieses Kabel 8 verbunden. Flg. 2 betrifft ein Querkupplungsfeld für die Verbindung der beiden Schienen 6, 7 miteinander uad Fig. 3 bezieht sich auf ein Ltngskupplungsfeld für die Verbl&dit&g dtr in zwei in ihrer Verlängerung liegende gesonderte (Ceil· 6a, 6b geteilten Schien· 6 miteinander. In beides Kupplumgsfelder» ist

009887/0420

bAD

der Leistungsschalter 1 zwischen den zwei Schienentrennschaltern 4, 5 geschaltet und der Kabelanschluss 9 fehlt·

Der Teil 10 der mit Erde zu rerbindenden metallenen Umhüllung des Schaltfeldes enthalt den leistungsschalter 1 und die beweglichen Schaltkontakte 4a, 5a der Schienentrennschalter 4, 5 und dieser Teil ist trennbar und entfernbar mit festen feilen 11, 12, 13 (Pig. 1), 11, 12 (Pig. 2) bzw. 11a, 11b (Pig. 3) dieser Umhüllung verbunden, welche feste Teile die Schienen 6, 7 und die Kabelorgane 9 (Pig· 1), die Schienen 6, 7 (Pig. 2) bzw. die Schienen 6a, 6b (Fig. 3) umschliessen. PtIr die trennbare Verbindung zwischen dem Seil 10 der Umhüllung und dem Kasten 13 zum Anschluss des Kabels 6 sind der Leistungsschalter 1 und die Kabelanschlussorgane 9 über eine Steckerverbindung 14 elektrisch miteinander verbunden·

Das in Fig. 4 und 5 (im oberen Teil derselben) dargestellte Kabelfeld weist ein vertikal zylindrisches metallenes GefSss 15 mit einem kreisförmigen Querschnitt auf, in dem ein zusammengesetzter Leistungsschalter angeordnet ist, der aus einem Pressgasschalter 16 mit einer Leitung 17 zur Zufuhr von LSechgas unter hohem Ueberdruck und einer Leitung 18 zum Ablass des benutzten LSschgases unter niedrigerem Ueberdruck sowie aus einem Trennschalter mit pneumatisch angetriebenem Schaltstift 19 und einem festen Schaltkontakt 20 besteht. Dieser Trennschalter 19, 20 wird sofort nach der Löschung der Schaltbogen durch den Pressgasschalter 16 zum Unterbrochenhalten des Stromkreises ausgeschaltet, und er dient gleichzeitig zum Einschalten des Stromkreises, Weiter befinden sich im GeffisB 15 die beweglichen Schaltstifte 21, 22 zweier Schienentrennschalter mit ihren pneumatischen Antriebseinrichtungen, von welchen Schientntrennschaltern die festen Schaltkontakt8 23» 24 dauernd mit Schienen 25a, 26 verschiedener Samaelsehieneaeyettat*

00988 7/04 20 _{BAD 0RJS!NA},.

verbunden sind· Der Trennschalter 19» 20 des Leistungsschalters ist dauernd mit den Schaltstiften 21, 22 beider Schienentrennschalter 21, 23 und 22, 24 elektrisch verbunden. Der Pressgasschalter ist über eine Steckerrerbindung 27 mit den sich in einem Anschlusskasten 28 für ein Kabel 29 befindenden Kabelanechlussorganen (nicht sichtbar) gekuppelt. Das Gefftss 15 kann gleichzeitig !transformatoren, Kondensatoren und andere Gerate für auf den. Strom bzw· die Spannung ansprechende Hessinstrumente und SicherungsgerBte sowie Erdungsschalter und Steuerorgane enthalten· Diese Instrumente, Gerttte, Schalter und Organe sind deutlichkeitshalber fortgelassen.

Die Schaltraume 30, 31 der Schienentrennschalter 21, 23 und 22, 24 sind durch vertikale metallene Rohrstücke umgeben, die je aus zwei trennbar miteinander verbundenen koaxialen Teilen 32a, 32b und 33a, 33b bestehen, von denen die einen Teil· 32a, 33a am Boden 34 des Gefasst 15 befestigt und die anderen Teile 32b, 33b je auf einem horizontalen . -rvarohr 35a» 36 angeordnet sind und die festen Trennschalterkoirt?** V. ** ;s/r«beÄ. Diese Schaltraume 30, 31 können durch bewegliche QuerwIMe 37, 38 in zwei gasdicht voneinander getrennte Hfilften geteilt werden, wenn die Schienentrennschalter ausgeschaltet sind, und sie sind an beiden Enden durch Durchführungsisolatoren 39» 40 und 41» 42 begrenzt·

Die horizontalen Trennebenen 43» 44 zwischen den koaxialen Teilen 32a, 32b und 33a, 33b der vertikalen Rohrstttcke erstrecken sich zwischen den Querwanden und den ausgeschalteten Schaltstiften 21, 22, wahrend der Kabelanschlusskasten 28 am der Stelle der horizontalen Ebene 45 lSsbar an einem unten gegen den Boden 34 des GefSseee 15 vorhandenen Anschlusstutzen befestigt ist. Diese Ebene 45 durchsetzt den zwischen Durchführungeisolatoren.46, 47 liegenden Raum 48, in dem sich die Steckerverbindung 27 befindet.

009887/0420

BAD Üi^;-:;<i;:MAL

Das Gefäss 15 mit den feilen 32a, 33a der Rohrstücke, in den der Leistungsschalter 16, 17, 18, 19, 20, die Schaltstifte 21, 22, der Schienentrennschalter und die übrigen sich im Gefäss 15 befindenden Geräte und Organe angeordnet sind, befindet sich oberhalb der durch die Schienenrohre 35a, 35b, 36 mit den Schienen 25a, 25b, 26, die Teile 32b, 33b der Rohretücke mit den festen Schienentrennechalterkontakten 23, 24 und den Querwänden 37, 38, sowie durch den Kabelanschlusskasten 28 gebildeten festen Teile der Schaltvorrichtung.und es kann an den Stellen der Trennebenen 43, 44, 45 von diesen festen Seilen getrennt und entfernt werden·

Bei dieser Schaltvorrichtung sind die vertikalen Rohrstücke 32a, 32b und 33a, 33b, in denen sich die Schienentrennschalter 21, 23» und 22, 24 befinden, derart in Bezug auf das Gefäss 15 angeordnet, dass ihre vertikalen Hittellinien sich in einer zur vertikalen Achse des Gefässes 15 konzentrischen Kreiszylinderfläche in einem Bogenabetand von 90° voneinander erstrecken. Dies hat die folge, dass, wenn das Gefäss 15 mit seinem Inhalt um einen Winkel von 90° um seine Achse gedreht wird, seine beiden Rohretücke 32a, 32b und 33a» 33b dieselbe Lage in Bezug auf die Schiene des einen Samelschiemeneystemes wie diejenige haben werden, welche beim beschriebenen Kabelfeld jedes Rohrstück In Bezug auf seine eigene Schiene hat· Wird nun die eine der beiden Schienen, x.B. die Schiene 25, wie in Fig. 5 dargestellt worden ist, in zwei getrennte Teile 25a und 25b geteilt und wird durch Aenderuog der Verbindungen zwischen den Schaltern und durch das fortlassen der Kabelanschlussorgane 27, 28 das Kabelfeld in ein Kupplungsfeld geändert, so kann ein Gefäss mit für ein Kupplungefeld geeigneten Verbindungen zwischen den Schaltern sowohl für die Querkupplung, d.h. die Kupplung zwischen den beiden sich nebeneinander erstreck-

009887/0420 _BAD G-SmM. ·

enden Schienen 25» 26 oder Schienenteilen 25a, 26 und 25b, 26, als auch für die längskupplung, d.h. die Kupplung zwischen dea Seilen 25a und 25b der Schiene 25 nach fig. 5 (siehe den unteren Teil), benutzt werden und an jeder Stelle eines Kabelfeldeβ kann ein Querkupplungsfeld in der Schaltvorrichtung angeordnet werden und umgekehrt« Die SchaltVorrichtung lässt sich darum leicht erweitern und geänderten Umständen anpassen.

Sine sehr gute Anordnung der verschiedenen Schalter, Geräte und Organe eines Kabelfeldes wird erhalten, wenn, wie in Fig· 4 und 5 (siehe den oberen Teil) dargestellt worden ist, die Steckerverbindung 27 und der Kabelanschlusskasten 28 mit den Anschlussorganen an einer derartigen Stelle unten gegen den Boden 34 des Gefässes 15 angeordnet werden, dass die vertikale Mittellinie dieses Anschlusskastens 28 den Scheitel eines horizontalen gleichschenkligen Dreieckes enthält, dessen Basis die Hittellinien der !Trennschalter 21, 23 und 22, 24- miteinander verbindet. Der Kabelanschluss oder der Anschluss für einen Netzleiter kommt dann zwischen den Schienen der beiden Sammelschienensysteme zu liegen· Selbst an der Stelle des Längskupplungsfeldes könnte man dann ein Kabelfeld anordnen (siehe den unteren Teil der Fig. 5)·

Es wird bemerkt, dass die Strombahn innerhalb des Gefässes 15 jedes Schaltfeldes eine Schleife bildet, sodass keine zusätzliche Hassnahmen getroffen zu werden brauche^ um zu verhindern, dass in der Zylinderwand des Gefässes 15 unzulässige Verluste auftreten. Was den Boden 34 des Gefässes, die Rohrstücke 32a, 32b und 33a, 33b und den Kabelanschlusskasten 28 anbelangt, muss man, z.B. durch richtige Wahl des Materials, dafür sorgen, dass diese Verluafce unterhalb alne£ bestimmten W

OO9fcii7/Ji42Q SAD

Claims (2)

Patentansprüche

1. Metallumschloseene Schaltvorrichtung für hohe Spannung mit mindestens zwei horizontalen parallelen Sammelschieneneystemen und daran angeschlossenen Schaltfeldern, die je mindestens einen Leistungsschalter und zwei damit in Reihe geschaltete^, je an eine Schiene eines eigenen Samelschienensystemes angeschlossene)! Sammelschlenentrennschalter aufweisen, welche Schalter in einem gemeinsamen HetallgefSss angeordnet sind, das einen Teil der mit Erde zu verbindenden metallenen Umhüllung der Schaltvorrichtung bildet, wobei wenigstens der dauernd mit der betreffenden Schiene verbundene feste Schaltlcontalct jedes Trennschalters sich in einem eigenen, an der metallenen Umhüllung dieser Schiene befestigten vertikalen rohrförmigen Teil dieses GefSsses befindet, dadurch gekennzeichnet, dass von jedem dieser Schaltfelder das GefSss mit den Schaltern oberhalb der betreffenden Schienen der Sammelschienensysteme angeordnet und aus einem wenigstens den Leistungsschalter und die ausgeschalteten beweglichen Trennschalterkontakte enthaltenden, vertikalen, zylindrischen, ersten GefSssteil mit einem horizontalen Querschnitt in der Gestalt eines Kreises oder eines gleichseitigen Vieleckes und mindestens zwei sich an den Boden dieses ersten GefSssteiles anachliessenden, je den Schaltraum eines Schienentrennschalters umgebenden, vertikalen RohrstUcken zusammengesetzt ist, welche Rohrstücke je aus zwei trennbar miteinander verbundenen koaxialen Teilen bestehen, von denen der eine am Boden des ersten Gefässteiles befestigt und der andere fest mit der UmhüiLung der betreffenden Schiene verbunden iafc und den feat im ichaltkontakt de3 betreffenden Trenn-

fc, und Anna die Rohrstttcka derart in Beau-; auf den

BAD

ersten GefSeeteil angeordnet sind, dass ihre Tertikaien Hittellinien in einer zur Tertikaien Mittellinie des ersten Gefieeteilee konzentrischen KreissylinderflSche in einem Bogenabstand ron liegen·

2. Schaltfeld sum Anschluss eines Kabels oder eines Netsleitere an eine metallumschlossene Schälvorrichtung nach Anspruch 1, τοη welchem Schaltfeld der Leistungsschalter einerseits mit beiden Schienentrennschaltern« andererseits mit durch einen metallenen Anschlusskasten umgebenen Organen zum Anschluss dieses Kabels bzw. Netzleiters Terbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Anschlusskasten unterhalb des ersten GefBeeteileβ angeordnet und trennbar mit einem am Boden des erstem Gefässteiles gebildeten, nach unten gerichteten Anschlusstutzen verbunden ist, dessen Türtikale Mittellinie den Scheitel eines horizontalen gleichschenklige Dreieckes enthalt, dessen Basis sich zwischen den Mittellinien άοτ 1ϊβ^!^ !ofeisttlcke für die Schienentrennschalter erstreckt.

Cipi.-lng.E.F.Fitner

009887/0420 BAD onieiNAL

Leerseite