DE1665265B2 - Gekapselte druckgasisoherte Hochspannungsschaltanlage - Google Patents

Description

fr

gen Abteilungen angeordnet sind, deren Einzelvolu- teilung nicht erwünscht ist, daß bei einer Störung in

mina so klein sind, daß ohne Druckentlastung die der großen Abteilung der Verbindungskanal durch

Grenze des zulässigen Gasdruckes bei einem Licht- das Brechen der Membran geöffnet wird, kann die

bogenüberschlag vor dem Wirksamwerden der brechbare Membran vorteilhaft derart ausgeführt

Sicheiheitsschalteinrichtung überschritten ist, und 5 sein, daß sie nur bricht, wenn in der Abteilung mit

daß diese Druckentlastungsöffnungen mit Hilfe von dem zu kleinen Volumen der Gasdruck den zulassi-

Verbindungskanälen von ausreichend großem Quer- gen Wert überschreitet.

schnitt mit dem Innenraum jeweils einer anderen Ab- Da jede Abteilung der erfindungsgemäßen Schaltteilung verbunden sind, deren Volumen zusammen anlage dauernd an eine Speiseleitung für Druckgas mit dem erstgenannten Volumen ausreicht, um den io angeschlossen ist, kann in Ausgestaltung der Erfin-Druckstoß kurzzeitig bis zum Wirksamwerden der dung der Verbindungskanal gleichzeitig für diesen Sicherheitsschaltcinrichtung aufzufangen. Anschluß benutzt werden und die brechbare Mem-

Zwar werden bei dieser Ausführung der Druckent- bran mit einer Drosselöffnung versehen sein,
lastungseinrichtung die schädlichen Lichtbogenpro- Die Erfindung kann weiter mit Vorteil bei einer dukte des in einer Abteilung der Umhüllung auftre- 15 als bekannt vorausgesetzten gekapselten druckgasisotenden Störlichtbogens auch in eine andere Abteilung lierten Hochspannungsschaltanlage mit mindestens geblasen, wo sie schädlich für die Isolation sein einem Trennschalter pro Pol verwendet werden, deskönnten, aber das Volumen der Abteilungen mit sen Schaltkammer nach der Ausschaltung dieses einer erfindungsgemäßen Druckentlastungseinrich- Trennschalters durch eine quer zur Schaltstrecke betung ist nur klein, so daß bei einer ernsthaften Stö- 20 wegbare gasdichte Trennwand in zwei voneinander rung nur wenig Gas von der einen zu der anderen getrennte, je einen Trennkontakt enthaltende Teile Abteilung gefördert wird und die etwaige Ver- abteilbar ist. Bei einer solchen Schaltanlage kann schmutzung der Isolation in der anderen Abteilung dann mindestens der eine der beiden durch die keine schädliche Folgen mehr haben kann, da das Trennwand trennbaren Teile der Schaltkammer betreffende Schaltfeld durch die Sicherheitsschaltein- 25 durch den die brechbare Membran aufweisenden richtung von der Spannung abgeschaltet ist, bevor Verbindungskanal von ausreichend großem Querdie Lichtbogenprodukte sich auf den Isolatoren in schnitt mit dem Innenraum der anderen Abteilung dieser anderen Abteilung abgelagert haber. Außer- verbunden sein. Dadurch wird vermieden, daß nach dem wird bemerkt, daß nach jedem Erdschluß das der Trennung der Schaltkammer eine gefährlich ganze Schaltfeld zur Inspektion geöffnet werden 30 kleine Abteilung ohne Druckentlastungseinrichtung muß, so daß man die Isolatoren und andere Teile entsteht.

dieser anderen Abteilung leicht wieder von diesen Um die Versorgung mit Isoliergas trotz des Feh-Produkten frei machen kann. Es hat sich gezeigt, daß lens einer Drosselöffnung in der Membrane zu erdie Möglichkeit einer Verschmutzung zweier Abtei- möglichen, ist es hierbei vorteilhaft, wenn zwischen lungen gegenüber dem Vorteil der viel einfacheren 35 der von der Schaltkammer des Trennschalters ge-Druckentlastungseinrichtung gar nicht ins Gewicht trennten Abteilung und dem sich zwischen dieser fällt. Abteilung und der in die Arbeitslage gebrachten

Gekapselte Schaltanlagen oder Schalter mit in ge- Trennwand befindlichen Teil der Schaltkammer eine

trennten Abteilungen angeordneten stromführenden Isoliergas-Versorgungsleitung mit einem mit der

Teilen, bei denen diese Abteilungen je mit einer 40 Trennwand gekuppelten steuerbaren Ventil angeord-

Druckgasspeiseleitung in Verbindung stehen, sind net ist, das geöffnet wird, wenn die Trennwand in die

zwar aus den USA.-Patentschriften 3 236 933 und Arbeitslage gebracht wird.

3 256 415 und der französischen Patentschrift Die Erfindung wird an Hand von in der Zeichnung

1 487 723 an sich bekannt. Diese Speiseleitungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert,

sind aber für eine Druckentlastung nicht vorgesehen 45 Darin ist

und wären dafür wegen des offensichtlich geringen F i g. 1 ein Schema eines wahlweise an ein von

Querschnitts bei z. T. großer Länge nicht geeignet. zwei Sammelschienensystemen anschließbaren

Ferner beschreibt die französische Palentschrift Schaltfeldes einer Hochspannungsschaltanlage,

1413 925 eine gekapselte Schaltanlage mit einer F i g. 2 ein vertikaler Schnitt eines Teiles eines sol-

durch eine brechbare Membran geschlossenen Druck- 50 chen Schaltfeldes.

entlastungsöffnung in Verbindung mit einem In F i g. 1 ist ein Schaltfeld für den Anschluß eines Sicherheitsschalter. Bei dieser Schaltanlage führt der Kabels 1 an die Schiene 2 des einen Sammelschienen-Druckentlastungskanal mit der Schutzmembran nach systems oder an die Schiene 3 des anderen Sammelaußen, so daß kostspieliges Gas verlorengehen und Schienensystems einer gekapselten, druckgasisolierten der Gasdruck auf einen für die Isolation gefährlichen 55 Hochspannungsschaltanlage mit zwei Sammelschie-Wert fallen kann. nensystemen schematisch dargestellt. Das Kabel ist

Schließlich ist aus der französischen Patentschrift an einem Anschlußorgan 4 befestigt, das über einen 1 428 562 eine gekapselte Schaltanlage zu entneh- durch Steckerkonlaktverbindungen 5,6 in drei men, deren voneinander gasdicht getrennte Abteilun- Teile 7,8,9 teilbaren Leiter mit dem einen Ende gen durch Verbindungskanäle mit auf die Gasströ- 60 eines vier in Reihe geschaltete Paare zusammenarbeimung in solchen Kanälen ansprechenden Vorrichtun- tender Schaltkontakte aufweisenden Leistungsschalgen wie schwenkbare Klappen miteinander verbun- ters 10 verbunden ist, der ausschließlich zum Unterden sind. Diese Vorrichtungen dienen aber nur für brechen des Stromkreises dient und zum Unterbrodie Lokalisierung einer Störung, und die Kanäle wer- chenhalten und zum Schließen des Stromkreises mit den nicht für die Druckentlastung bei Störungen in 65 einem Trennschalter 11 zusammenarbeitet und in Abteilungen mit kleinem Volumen gebraucht. Reihe geschaltet ist. Dieser Trennschalter ist sowohl

Da es bei der Verbindung einer Abteilung mit zu mit dem beweglichen Schaltkontakt 12 eines mit der

kleinem Volumen mit einer ausreichend großen Ab- Schiene 2 verbundenen Sammelschienentrennschal-

ters 12, 13 als auch mit dem beweglichen Schaltkon- Tritt in den Abteilungen 28, 30, 35, 38 oder 39

takt 14 eines mit der Schiene 3 verbundenen Sam- eine Störung ein und steigt dadurch der Gasdruck, so melschienentrennschalters 14, 15 verbunden. Bei die- wird die brechbare Membran 44, 48, 73 bzw. 73' zersen Sammelschienentrennschaltern 12, 13 und 14, 15 rissen oder gebrochen, bevor die metallene Umhülsind die mit den beweglichen Schaltkontakten 12 und 5 lung Gefahr läuft, zusammenzubrechen, und die Ab-14 zusammenarbeitenden festen Kontakte 13 und 15 teilungen 28, 30 bzw. 35 werden dann durch die ge ■ dauernd mit den Schienen 2 und 3 verbunden. Durch räumigen Verbindungskanäle 72, 72' bzw. 43 mit der 16 und 17 sind Erdungsschalter angedeutet. 18 ist großen Abteilung 40 in Verbindung gesetzt, oder die ein Kondensator für die Spannungsmessung. Das Ka- Abteilungen 38 und 39 werden dann durch den Kabelanschlußorgan 4 ist über einen Leiter mit Stecker- io nal 46 miteinander verbunden, wodurch die VoIukontaktverbindungen 19, 20 mit einer Überspan- mina der Räume, in denen die Störung eintritt, so nungssicherung 21 verbunden. weit vergrößert sind, daß der auftretende Druckstoß

Die zwischen Durchführungsisolatoren 22, 23 und kurzzeitig bis zum Wirksamwerden der Sicherheits-24, 25 liegenden Schalträume der Sammelschienen- schalteinrichtung aufgefangen werden kann, trennschalter 12, 13 und 14, 15 können durch be- 15 Um unter allen Umständen den Gasdruck in den wegliche Trennwände 26 und 27 in zwei gasdicht verschiedenen Abteilungen aufrechtzuerhalten, sind voneinander getrennte Teile 28, 29 und 30, 31 geteilt Speiseleitungen 53, 54, 55 für die Zufuhr des isoliewerden. renden Gases, z. B. Schwefelhexafluorid (SF₀), unter

Alle genannten Teile des Schaltfeldes und die bei- Druck, z. B. 3,5 atm, angeordnet, welche das Gas zu den Schienen 2 und 3 sind in einer mit isolierendem so den Sammelschienenabteilungen 56, 57, den Abtei-Gas unter Druck gefüllten metallenen Umhüllung 32 lungen 39 und 40 und der Abteilung 58 mit dem Kaangeordnet, die in mehrere gasdicht voneinander ge- belanschlußorgan 4 führen. Durch die Drosselöffnuntrennte Abteilungen geteilt ist. gen 45 und 47 wird dieses Gas aus den Abteilungen

Aus der schematischen F i g. 1 geht hervor, daß die 40 und 39 zu den Abteilungen 35 und 38 geführt, zwischen den Durchführungsisolatoren 33, 34 lie- 25 Die Abteilung 59 mit dem Erdungsschalter 17 steht gende Abteilung 35 mit den Steckerkontaktverbin- für die Gasversorgung durch eine Öffnung 60 mit der düngen 5, 6 und dem Kupplungsleiter 8, die zwischen Abteilung 58 in Verbindung, und die Schalträume Durchführungsisolatoren 36, 37 liegende Abteilung 28, 29 und 30, 31 der Schienentrennschalter 12, 13 38 mit den Steckerkontaktverbindungen 19, 20 und und 14, 15 sind zu diesem Zweck durch Öffnungen dem sich dazwischen erstreckenden Kupplungsleiter, 30 61 und 62 in den Isolatoren 23 und 25 mit den die Abteilung 39 mit der Überspannungssicherung 21 Schienenabteilungen 56, 57 verbunden. Sind die und die je zwischen einem Durchführungsisolator 22, Trennwände 26 und 27 geschlossen, so sind, wie im 24 und einer in ihre Arbeitslage gebrachte Trenn- folgenden an Hand der Fig. 2 näher erläutert, die wand 26, 27 liegenden Teile 28, 30 der Schalträume Teile 28 und 30 dieser Schalträume über die durch der Sammelschienentrennschalter 12, 13 und 14, 15 35 die Ventile 75 und 75' geöffneten Verbindungskanäle verhältnismäßig kleine Volumina haben. Die Gefahr 74 und 74' mit der Abteilung 40 verbunden, so daß bei kleinen geschlossenen Räumen in einer Schaltan- sie dann mit der Speiseleitung 55 in offener Verbinlage der beschriebenen Art ist, daß, wenn eine ernst- dung stehen.

hafte Störung, z. B. ein Erdschluß wesentlicher Lei- In F i g. 2 ist ein Teil der Schaltanlage nach F i g. 1

stung, in einem solchen Raum eintritt, der Gasdruck 4° dargestellt, welcher Teil eine Sammelschienenabteiinfolge der Wärmeentwicklung so schnell steigt, daß lung 63 mit einer Schiene 64, den an diese Schiene die Umhüllung Gefahr läuft, zusammenzubrechen, angeschlossenen festen Kontakt 65 eines Sammelbevor die Sicherheitsschalteinrichtungen in Wirkung Schienentrennschalters, den in die ausgeschaltete getreten sind. Um diese Gefahr zu vermindern, ist Lage gebrachten beweglichen Schaltkontaki 66 diezwischen der Abteilung 35 und der Abteilung 40 mit 45 ses Schalters, die den Schaltraum dieses Trennschaldem Leistungsschalter 10, dem Trennschalter 11, den ters in zwei Teile 67 und 68 teilende Trennwand 69 beweglichen Schaltkontakten 12, 14 der Schienen- und einen Teil der Abteilung 70 mit dem Leistungstrennschalter 12, 13 und 14, 15, dem Meßkondensa- schalter umfaßt. Der sich zwischen dem Durchfühtor 18, dem Erdungsschalter 16 und den Stromwand- rungsisolator 71 und der in die Arbeitslage gebrachlern 41, 42 ein geräumiger Verbindungskanal 43 mit 50 ten Trennwand 69 befindende Teil 67 dieses Schalteiner brechbaren Membran 44 angeordnet, in der raumes ist sowohl durch einen geräumigen Verbin sich eine Drosselöffnung 45 befindet. Ein derartiger dungskanal 72 mit einer brechbaren Membran T: Verbindungskanal 46 mit einer eine Drosselöffnung ohne Drosselöffnung als auch durch eine enge Lei 47 aufweisenden brechbaren Membran 48 verbindet tung 74 mit einem Ventil 75 mit der Abteilung 7( die Abteilungen 38 und 39 miteinander. Weiter sind 55 verbunden. Diese Ventil 75 ist derart mit der Trenn zwischen den Teilen 28 und 30 der Schalträume der wand 69 gekuppelt, daß es geöffnet wird, wenn dii Sammelschienentrennschalter und der Abteilung 40 Trennwand in die Arbeitslage gebracht wird. Di geräumige Verbindungskanäle 72 und 72' mit brech- enge Leitung 74 dient für die Aufrechterhaltung de baren Membranen 73 und 73', die keine Drosselöff- Gasdruckes im Teil 67 des Schaltraumes, wenn di nungen aufweisen, angeordnet. Durch die Verbin- 60 Trennwand geschlossen ist, und der geräumige Kam dungskanäle 72 und 72' bilden die durch die Trenn- 72 wird durch das Zerreißen oder das Brechen de wände 26 und 27 abgetrennten Teile 28 und 30 der Membran 73 geöffnet, wenn der Gasdruck in diesel Schalträume der Sammelschienentrennschalter sozu- Teil 67 des Schaltraumes infolge eine»· Störung eine sagen ein Ganzes mit der großen Abteilung 40. bestimmten Wert überschritten hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

1 ~* 2 gas-Versorgungsleitung (74) mit einem mit der Patentansprüche: Trennwand (69) gekuppelten steuerbaren Ventil (75) angeordnet ist, das geöffnet wird, wenn die

1. Gekapselte druckgasisolierte Hochspan- Trennwand (69) in die Arbeitslage gebracht wird, nungsschaltanlage, deren spannungsführende 5

Teile wie Sammelschienen, Leistungs- und

Trennschalter, Meß- und Schutzeinrichtungen sowie Verbindungsleiter phasenweise in je einer Die Erfindung betrifft eine gekapselte druckgasisogeerdeten metallenen, rohrförmigen Umhüllung lierte Hochspannungsschaltanlage, deren spannungsuntergebracht sind und bei Auftreten eines Stör- io führende Teile wie Sammelschienen, Leistungs- und lichtbogens durch eine Sicherheitsschalteinrich- Trennschalter, Meß- und Schutzeinrichtungen sowie tung vom Netz abgetrennt werden, bevor der Verbindungsleiter phasenweise in je einer geerdeten höchstzulässige Gasdruck in der durch gasdichte metallenen, rohrförmigen Umhüllung untergebracht Schottungsisolatoren in mehrere dauernd mit sind und bei Auftreten eines Störlichtbogens durch einer Isoliergas-Versorgungsleitung in Verbin- 15 eine Sicherheitsschalteinrichtung vom Netz abgedung stehende Abteilungen von sehr unterschied- trennt werden, bevor der höchstzulässige Gasdrvck lichem Volumen geteilten, Druckentlastungsöff- in der durch gasdichte Schottungsisolatoren in mehnungen mit brechbaren Schutzmembranen auf- rere dauernd mit einer Isoliergas-Versorgungsleitung weisenden Umhüllung erreicht ist, dadurch in Verbindung stehende Abteilungen von sehr untergekennzeichnet, daß die Druckentla- ao schiedlichem Volumen geteilten, Druckentlastungsstungsöffnungen in denjenigen Abteilungen (35, öffruiigen mit brechbaren Schutzmembranen aufwei-38 bzw. 39, 67) angeordnet sind, deren Einzelvo- senden Umhüllung erreicht ist.
lumina so klein sind, daß ohne Druckentlastung Eine Schaltanlage dieser Art ist in den »VDE-die Grenze des zulässigen Gasdruckes bei einem Fachberichten«, 1966, S. 176 bis 18<*, in Verbindung Lichtbogenüberschlag vor dem Wirksamwerden 25 mit der »ETZ-A«, 1965, S. 198 bis 204, und mit den der Sicherheitsschalteinrichtung überschritten ist, »Calor-Emag-Mitteilungen« 1966, Heft II/III, S. 7 und daß diese Druckentlastungsöffnungen mit bis 21, beschrieben worden. Diesen Literaturstellen Hilfe von Verbindungskanälen (43, 46 bzw. 72) ist nicht zu entnehmen, wie und wo die brechbaren von ausreichend großem Querschnitt mit dem In- Schutzmembranen angeordnet sind. In der Zeitschrift nenraum jeweils einer anderen Abteilung (40, 39 30 »Electrical Review« vom I.Juli 1966 wird auf S. 20 bzw. 38) verbunden sind, deren Volumen zusam- die Ansicht vertreten, daß Abteilungen der Umhülmen mit dem erstgenannten Volumen ausreicht, lung gekapselter Schaltanlagen wegen der Gefahr um den Druckstoß kurzzeitig bis zum Wirksam- einer Beeinträchtigung der Isolierung eines großen werden der Sicherheitsschalteinrichtung aufzu- Teiles der Schaltanlage bei einem Lichtbogenüberfangen. 35 schlag in nur einer Abteilung der Schaltanlage nicht

2. Hochspannungsschaltanlage nach An- miteinander in Verbindung stehen oder gelangen solspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die brech- len. Aus diesem Stand der Technik wäre also zu bare Membran (44, 48 bzw. 73) derart ausgeführt schließen, daß die Schutzmembranen aufweisenden ist, daß sie nur bricht, wenn in der Abteilung mit Druckentlastungsöffnungen der bekannten Schaltandem zu kleinen Volumen der Gasdruck den zu- 40 lagen das beim Überschreiten des zulässigen Gaslässigen Wert überschreitet. druckes aus der Umhüllung zu entfernende Gas nur

3. Hochspannungsschaltanlage nach An- in einen Raum außerhalb der Umhüllung abführen Spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dürfen. Da aber diese Druckenüastungsöffnungen Verbindungskanal (43, 46) als Isoliergas-Versor- selbst bei verhältnismäßig kleinvolumigen Abteilungungsleitung dient und die brechbare Membran 45 gen der Kapselung wegen der Gefahr für die sich in (44, 48) mit einer Drosselöffnung (45, 47) verse- dem die Schaltanlage umgebenden Raum befindenhen ist. den Menschen und Geräte nach dem Brechen der

4. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder 2 mit Membranen nicht frei in diesen Raum münden solmindestens einem Trennschalter pro Pol, dessen len, müssen sie je entweder an ein eigenes Expan-Schaltkammer nach der Ausschaltung des Trenn- 50 sionsgefäß mit Kühlorganen oder an eine zu einem schalters durch eine quer zur Schaltstrecke be- gemeinsamen Expansionsgefäß mit solchen Organen wegbare gasdichte Trennwand in zwei voneinan- führende Gasabfuhrleitung oder an eine ins Freie der getrennte, je einen Trennkontakt enthaltende außerhalb des Gebäudes der Schaltanlage führende Teile abteilbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Leitung angeschlossen sein. Alle diese Möglichkeiten mindestens der eine der beiden durch die Trenn- 55 machen die Druckentlastungseinrichtung raumbeanwand (69) trennbaren Teile (67) der Schaltkam- spruchend und aufwendig. Auch kann beim Brechen mer durch den die brechbare Membran (73) auf- der Membran der für die Isolation erforderliche Gasweisenden Verbindungskanal (72) von ausrei- druck verschwinden.

chend großem Querschnitt mit dem Innenraum Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

einer der anderen Abteilungen (70) verbunden ist 60 Schaltanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, (F i g. 2). bei der die eine Gefährdung von im Schaltanlage-

5. Hochspannungsschaltanlage nach An- raum befindlichen Menschen und Geräten zuverlässpruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen sig verhindernde Druckentlastungseinrichtung sehr der von der Schaltkammer (67, 68) des Trenn- einfach und unaufwendig ist, nur sehr wenig Raum schalters getrennten Abteilung (70) und dem sich 65 beansprucht und bei der ein gefährlicher Druckabfall zwischen dieser Abteilung (70) und der in die Ar- vermieden wird.

beitslage gebrachten Trennwand (59) befindli- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

chen Teil (67) der Schaltkammer eine Isolier- löst, daß die Druckenüastungsöffnungen in denjeni-