DE1910871A1 - Hochstromschaltgeraet - Google Patents

Description

MANNHEIM BROWN BOVERI

Mp.-Nr. 522/69 Mannheim, den 21.2.1969

Pat M-ec.

Hochstromschaltgerät

Die Erfindung betrifft ein Hochstromschaltgerät, insbesondere einen in den Leitungszug einer gekapselten Generatorableitung einbaubaren Generatorschalter.

Derartige Schaltgerate sind wegen der hohen zu bewältigenden Stromstärken sehr aufwendig, sie werden in eigenen Schaltfeldern, in die die meist metallgekapselte Generatorableitung eingeleitet wird, angeordnet (vergl. Brown Boveri Mitteilungen Bd. 54, Seiten 762 bis 768). Der sperrige Aufbau der Schalter sie werden nach dem Baukastenprinzip meist aus verschiedenen parallel zu schaltenden Elementen kleinerer Schalter aufgebaut - bedingt hierbei einen beträchtlichen Aufwand nicht nur für den Schalter selbst, sondern auch für die Feldbauteile. Erhebliche Schwierigkeiten bereiten die infolge der hohen Dauerströme auftretenden induktiven und ohmschen Verluste in den Leitern, Apparaten und Feldbauteilen. Die magnetischen Eigenfelder der Strompfade induzieren in den,großflächigen Bauteilen der Schaltfeldkapselung sowie in den metallenen Gerüsten und Antriebsteilen des eigentlichen Schaltgerätes Wirbelströme. Andererseits wirken infolge der extrem hohen Stromstärken/elektrodynamische Kräfte auf den Schalter ein, die für eine zuverlässige Abstützung aller stromführenden Teile besondere Maßnahmen erfordern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die magnetischen Felder bei derartigen Schaltgeräten und Schaltfeldern auf ganz begrenzte Bauteile, also in erster Linie auf die eigentliche Strombahn selbst zu beschränken und die evtl. Auswirkung elektrodynamischer Stromkräfte weitgehendst zu

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unterbinden, mit dem weiteren Ziel, eine möglichst kompakte Schalterkonstruktion anzugeben, die in Bezug auf den direkten Einbau in eine gekapselte Generatorableitung eine möglichst große Freizügigkeit zuläßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,· daß, wie an sich bekannt, die aktiven Schalterteile, wie Stromanschlüsse, Stromführungsteile und Schaltstrecken mit Antrieb längs einer Achse angeordnet sind und daß an den die Anschlüsse tragenden Enden des Schalters je ein mit Stromanschlußflächen versehener Gehäusering vorgesehen ist und daß die beiden Gehäuseringe über an ihrem äußeren Umfang angeschweißte, den Schalter zwischen sich einschließende Gegenstromschienen miteinander verbunden sind.

In Weiterführung der Erfindung werden, um eine sichere Fixierung sämtlicher stromführender Schalterteile zwischen den Gegenstromschienen zu erreichen, die aktiven Schalterteile über radial angeordnete Stützer an jeder Gegenstromschiene abgestützt. Bei der als Rahmenkonstruktion wirkenden Anordnung von Gehäuseringen und Gegenstromschienen ist auf eine gute Zugänglichkeit zum Schalter zu achten, damit notfalls Wartungsarbeiten auch ohne größere Demontage ausgeführt werden können. Die lichte Weite zwischen zwei Gegenstromschienen wird deshalb zweckmäßig so gewählt, daß der unbehinderte Ein- und Ausbau der zu einer Einheit zusammengefaßten aktiven Schalterteile möglich ist.

Wegen der Tendenz, elektrische Geräte nach Möglichkeit zu kapseln, und in Anbetracht dessen, daß vorwiegend gekapselte Generatorableitungen verwendet werden, liegt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung darin, daß die Gehäuseringe und die Gegenstromschienen so ausgebildet sind, daß sie Teil einer Kapselung des Schalters sind und daß zwischen je zwei Gegenstromschienen eine Isolierplatte zur Vervollständigung der Kapselung angeordnet werden kann. Am besten wird ein axial symmetrischer Aufbau von Gegenstromschienen und Isolierplatten gewählt, derart, daß vier Gegenstromschienen und

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vier Isolierstoffplatten verwendet werden. Eine einfache Montagemöglichkeit ergibt sich dadurch, daß die Gegenstrom-· schienen an ihren Längskanten mit Ausnehmungen zur Steckmontage der Isolierstoffplatten versehen werden. Der Einfachheit halber erhalten die Gegenstromschienen eine Profilgebung, die den Einbau ebener Isolierstoffplatten'ermöglicht, d. h. die an den beiden längskanten einer Gegenstromschiene vorgesehenen Ausnehmungen für das Einschieben der Isolierstoffplatten liegen rechtwinklig zueinander. Um den direkten Einbau des neuen Schalters in eine gekapselte Generatorableitung zu ermöglichen, werden um eine Unterbrechung der Kapselung zu vermeiden, die Gehäuseringe zusätzlicl· mit Auflageflächen für das Anbringen von zwischen Gehäusering und Kapselung der Generatorableitung anzuordnende Dichtungen versehen. Der so in die Kapselung der Generatorableitung einbaubare gekapselte Schalter wird zweckmäßig über Isolierstoffzwischenlagen am Boden oder an einem Traggerüst abgestützt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß beim Einbau des neuen Schalters in eine gekapselte Generatorableitung die magnetischen Felder außerhalb des Schalters unterbunden sind. Die Form und Anordnung der Gegenstromschienen ermöglicht eine einwandfreie Abschirmung der magnetischen Felder. Insbesondere können sich zwischen den einzelnen Schaltern z. B. eines dreiphasigen Generatorableitungssystems bei Kurzschluß keine Stromkräfte auswirken, bzw. es können Stromverdrängungseffekte im Schalter selbst nicht auftreten. Der Schalteraufbau mit den außenliegenden Gegenstromschienen und den mit Stromanschlußflächen versehenen Gehäuseringen ermöglicht hierbei den direkten Einbau des erfindungsgemäßen Schalters nahezu an jeder beliebigen Stelle einer Generatorableitung. Der über die Kapselung der Generatorableitung fließende Gegenstrom wird dann direkt über den Schalter geführt. Die Anordnung mehrerer Gegenstromschienen mit dazwischenliegenden Isolierstoffplatten ermöglicht nicht nur eine hermetische Kapselung des Schalters

im Zuge der Kapselung der Generatorableitung_y

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sondern läßt durch die leichte Montierbarkeit bzw. Demontierbarkeit der Isolierstoffplatten zugleich auf einfache Weise eine Wartung des zwischen den Gegenstromschienen liegenden Schalters zu. Auch kann durch die radialsymmetrische Abstützung des Schalters an jeder Gegenstromschiene eine außerordentlich zuverlässige Fixierung des Schalters erreicht werden, die besonders dann von Vorteil ist, wenn der Schalter in offen verlegte Hochstromleitungen eingebaut wird, also wenn Kapselung mit darüber fließendem. Gegenstrom nicht vorhanden sind. Die dann wirkenden elektrodynamischen Stromkräfte werden durch die als Rahmenkonstruktion wirkenden Gehäuseringe und Gegenstromschienen mit den radial angeordneten Stützern sicher abgefangen.

Als Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schalters ist in der Zeichnung ein Schalter mit in Reihe liegender Leistungsund Spannungsschaltstelle dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 die Hauptansicht zum Teil im Schnitt; Fig. 2 die Seitenansicht;

Fig. 3 einen Querschnitt; '

Fig. 4 die Ausnehmung an der Längskante der Gegenstromschiene im Detail.

Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, sind Sehaltkammer 1 und Trenner 2 mit ihren nicht näher dargestellten Antrieben und Stromführungsteilen sowie mit den beiden^Stromanschlüssen 3 und 4 längs einer Achse angeordnet. An den die Anschlüsse 3, 4 tragenden Enden des Schalters sind je ein Gehäusering 5 bzw. 6 vorgesehen. Die Gehäuseringe 5 und 6 sind durch vier im Profil gleiche Gegenstromschienen 7 miteinander verbunden» Um einen guten Stromübergang zwischen Gegenstromschiene 7 und Gehäusering 5 bzw. 6 zu erreichen, ist die Verbindung beider als Schweißverbindung ausgeführt. Der eigentliche Schalter, im wesentlichen aus der Schaltkammer 1 und dem Trenner 2 bestehend, liegt innerhalb der Gegenstromschienen 7 und Ist e_te

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über radial angeordnete Stutzer 8 an diesen befestigt. Der Schalter ist so konstruiert, daß er direkt in den Leitungszug bzw. in die Kapselung einer Generatorableitung eingebaut werden kann. Um den über die Kapselung fließenden Gegenstrom der Generatorableitung auch über den Schalter führen zu können, sind die Gehäuseringe 5 bzw. 6 mit Anschlußflächen 9 für flexible Stromverbindungen, die die Verbindung zur Generatorkapselung herstellen* versehen.

Die Gegenstromschienen 7 zeichnen sich durch eine besondere Profilgebung aus,. Sie sind an ihren Längskanten mit Aus-_: nehmungen 10 versehen, in die Isolierstoffplatten 11 eingesteckt sind (vergl. Fig. 4). Die beiden Ausnehmungen 10 einer Gegenstromschiene 7 liegen hierbei rechtwinklig zueinander, so daß in Bezug auf den Umfang des Schalters bei sich gegenüberliegenden Gegenstromschienen 7 die zwischen den Schienen angeordneten Isolierstoffplatten 11 ebenfalls einander gegenüberliegen. Die Größe der Isolierstoffplatte 11, bzw. die zwischen zwei Gegenstromschienen liegende Öffnung ist so gewählt, daß Schaltkammer 1 und Trenner 2 durch diese Öffnung' hindurch montiert bzw. demontiert werden können. ■Zur hermetischen Kapselung werden, wie Fig. 4 zeigt, die Isolierstoffplatten 11 über DichtmitteJ. 12 und eine Klemmschraube 13 in der Gegenstromschiene gehalten. Zum Herausnehmen bzw. Einsetzen einer Isolierstoffplatte 11 wird diese bei gelöster Klemmschraube 13 zunächst auf der einen Seite ganz in die Ausnehmung 10 der Gegenstromschiene geschoben. Hierdurch liegt ihre andere Seite außerhalb der gegenüberliegenden Ausnehmung. Die für das Festklemmen der Isolierstoff platte erforderliche Mittelstellung ist leicht zu finden durch eine in der Ausnehmung vorgesehene Arretiernase 14. Das Gewicht des Schalters macht eine eigene Abstützung erforderlich, d. h. er kann nicht selbsttragend in die Generatorableitung eingebaut werden. Somit ist eine spezielle Fußkonstruktion 15 vorgesehen. Zur Isolation der Gegenstromschiene gegenüber Erde ist zwischen Schaltergehäuse und Schalterfuß eine Isolationseinlage 16 vorgesehen. Zwischen der Fußkonstruktion liegt ein die Steuerapparate aufnehmender

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Kasten 17. Mit 18 ist eine Auspuffvorrichtung für die beim Schalten freiwerdenden Schaltgase angedeutet.

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Claims (7)

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   Patentansprüche

   .jHochstromschaltgerät, insbesondere in den Leitungszug einer gekapselten Generatorableitung einbaubarer Generatorschalter, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, die aktiven Schalterteile, wie Stromanschlüsse, Stromführungsteile und Schaltstrecken (1, 2) mit An^- triebsteil längs einer Achse angeordnet sind und daß an den die Anschlüsse tragenden Enden des Schalters je ein mit Stromanschlußflächen versehener Gehäusering (5, 6) vorgesehen ist und.daß die beiden Gehäuseringe über an ihrem äußeren Umfang angeschweißte, den Schalter zwischen sich einschließende Gegenstromschienen (7) miteinander verbunden sind.
2. 2. Hochstromschaltgerät nach Anspruch 1·, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Schalterteile über radial angeordnete Stützer (8) an den Gegenstromschienen befestigt sind.
3. 3. Hochstromschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite zwischen zwei Gegenstromschienen mindestens eine Größe aufweist, die etwa der Länge und dem Durchmesser der fertig montierten . aktiven Schalterteile entspricht.
4. 4. Hochstromschaltgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstromschienen Teil einer Kapselung des Schalters sind und daß zwischen je zwei Gegenstromschienen je eine Isolierstoffplatte (11) angeordnet ist.
5. 5. Hochstromschaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß je vier gleiche Gegenstromschienen und vier im wesentlichen gleiche Isolierstoffplatten vorgesehen sind»

   [
6. 6. Hochstromschaltgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gej kennzeichnet, daß die Isolierstoffplatten in spaltförmige

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   Ausnehmungen (TO) der Gegenstromschienen einschiebbär und über Dichtmittel (12) hierin festklemmbar sind.
7. 7. Hochstromschaltgerät nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine derartige Profilgebung der Gegenstromschiene, daß die an beiden Seiten der Gegenstromschiene verlaufenden Ausnehmungen rechtwinklig zueinander liegen.

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