DE19608285A1 - Hochspannungsfreiluftschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungsfreiluft­ schalter mit einem Isolierstoffgehäuse und einer in diesem angeordneten Unterbrechereinheit und mit zwei am Gehäuse bei­ derseits der Unterbrechereinheit angeordneten Stromwandlern, von denen wenigstens einer während des Betriebs des Schalters auf Hochspannungspotential liegt.

Aus der US-PS 4,032,820 ist eine metallgekapselte Hochspan­ nungsschaltanlage bekannt mit Leistungsschaltern, deren Zu­ leitungen jeweils mit Stromwandlern zur Messung des elektri­ schen Stromes versehen sind. Die Stromwandler sind jeweils in das auf Erdpotential liegende Kapselungsgehäuse der Schaltan­ lage mit integriert.

Durch die Anordnung von je einem Stromwandler auf beiden Sei­ ten einer Unterbrechereinheit ist das Berechnen der Stromdif­ ferenzen und somit das Bestimmen von etwaigen Erdschlüssen im Bereich der Unterbrechereinheit möglich.

Auch aus der DE-OS 18 10 405 ist ein auf Erdpotential liegen­ des Kapselungsgehäuse mit einem Hochspannungsschalter und beiderseits angeordneten Stromwandlern bekannt.

Bei Freiluftschaltern, insbesondere Freiluftleistungsschal­ tern, werden meistens Stromwandler getrennt von den Schaltern mit einem eigenen Gehäuse aufgestellt. Dies erfordert einen hohen konstruktiven Aufwand, der hohe Kosten nach sich zieht.

Aus der EP 0 237 776 A2 ist ein Freilufthochspannungsschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Dort werden die Stromwandler außen am Gehäuse des Schalters montiert.

Dies macht eigene Gehäuse für die Stromwandler erforderlich und stellt einen hohen Montageaufwand dar.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Hochspannungsfreiluftschalter eine konstruktiv ein­ fache und kostengünstige Überwachung der Betriebsfähigkeit mittels Stromwandlern zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenig­ stens einer der Stromwandler im Gasraum der Unterbrecherein­ heit angeordnet ist.

Die Stromwandler können hierdurch kostengünstig in das Ge­ häuse des Hochspannungsschalters integriert werden und es braucht nicht jeder der Stromwandler für sich aufgestellt zu werden. In besonders günstiger Form lassen sich leistungsarme Wandler, optische Stromwandler oder Oberflächenwellenelemente in dieser Weise einsetzen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Hochspannungsfreiluftschalter die Form einer aufrecht stehenden Polsäule mit oberhalb und unterhalb der Unterbre­ chereinheit angeordneten Stromwandlern aufweist.

Dies ist eine platzsparende und einfach zu montierende Bauform des erfindungsgemäßen Hochspannungsfreiluftschalters.

Vorteilhaft werden die Meßsignale des auf Hochspannungspoten­ tial angeordneten Stromwandlers über Lichtwellenleiter zum Erdpotential geleitet. Hierdurch wird vermieden, daß ein elektrischer Leiter vom Hochspannungspotential zum Erdpoten­ tial verlegt werden muß. Für den Fall, daß der Stromwandler keine Meßwerte in Form von elektrischen Signalen ausgibt, wird ein elektro-optischer Umsetzer im Bereich des Stromwand­ lers vorgesehen. Dieser kann durch Auskopplung von Energie aus dem Magnetfeld des Primärstromes oder durch Energiezufluß in Form von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere mit­ tels eines Lichtwellenleiters, mit Energie versorgt werden. Der Umsetzer kann sowohl innerhalb als auch außerhalb des Gasraumes der Unterbrechereinheit angeordnet werden.

Besonders vorteilhaft kann der Lichtwellenleiter in das Iso­ lierstoffgehäuse des Hochspannungsschalters integriert wer­ den.

Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß das Isolier­ stoffgehäuse aus einem Material besteht, in das der Lichtwel­ lenleiter eingegossen werden kann, wie z. B. faserverstärkter Kunststoff.

Außerdem kann vorteilhaft vorgesehen sein, daß in das Gehäuse wenigstens eines Stromwandlers ein kapazitiver Spannungswand­ ler integriert ist.

Auf diese Weise werden alle notwendigen Meßgeräte zur Überwa­ chung des Hochspannungsfreiluftschalters in einer einzigen konstruktiven Einheit zusammengefaßt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Gehäuse wenigstens teilweise als Ver­ bundisolator, insbesondere bestehend aus einem faserverstärk­ ten Kunststoff, ausgeführt ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrie­ ben.

Dabei zeigt die Fig. 1 schematisch in einem Längsschnitt ei­ nen Hochspannungsfreiluftschalter mit zwei Stromwandlern und einem Spannungswandler.

Die Fig. 2 zeigt einen Schalter mit zwei in dessen Gehäuse angeordneten Stromwandlern.

In der Fig. 1 ist ein Hochspannungs-Leistungsschalter darge­ stellt, der die Form einer Polsäule 1 hat, die auf einem Traggestell 2 senkrecht aufgestellt ist. Die Polsäule 1 weist zwei Isolierstoffgehäuseteile 3, 4 auf, wobei in dem oberen Isolierstoffgehäuseteil 3 die Unterbrechereinheit 5 schema­ tisch vereinfacht dargestellt ist.

In dem unteren Isolierstoffgehäuseteil 4 verläuft eine aus Isolierstoff bestehende, nicht näher dargestellte Schalt­ stange zur Übertragung der Antriebsenergie von einem in dem Traggestell 2 angeordneten Antrieb zur Unterbrechereinheit 5.

Die Anschlüsse 6, 7 des Leistungsschalters sind am oberen Ende des oberen Isolierstoffgehäuseteils 3 und zwischen dem oberen und dem unteren Isolierstoffgehäuseteil 4 angeordnet und an diese Anschlüsse sind jeweils Leiter 8, 9 zur Verbin­ dung beispielsweise mit je einer Freileitung angeschlossen.

Am oberen und am unteren Ende des oberen Isolierstoffgehäuse­ teils 3 ist je ein Stromwandler 10, 11 angeordnet, wobei die Stromwandler 10, 11 aus je einer koaxial zu der Polsäule 1 angeordneten toroidalen Spule mit einem Wandlerkern bestehen. Die Stromwandler 10, 11 sind vorteilhaft als leistungsarme Wandler ausgebildet und umgeben konzentrisch einen Hochspannungsleiter 13. Der Wandler 11 ist innerhalb des Gas­ raumes der Unterbrechereinheit 5 angeordnet.

Die Meßsignale von den Stromwandlern 10, 11 können beispiels­ weise per Funk zum Erdpotential übertragen werden.

Es könnte auch vorgesehen sein, daß anstelle der konventio­ nellen Stromwandler optische Stromwandler eingesetzt werden, die beispielsweise auf dem Faraday-Effekt beruhen und deren Meßsignale über einen Lichtwellenleiter, der in der Gehäuse­ wand des Isolierstoffgehäuses 3, 4 oder außen am Gehäuse ent­ lang verläuft, zum Erdpotential geleitet werden können.

Der Stromwandler 10, der am oberen Ende des oberen Isolier­ stoffgehäuseteils 3 angeordnet ist, trägt zusätzlich eine Meßelektrode 12, die mit dem Hochspannungsleiter 13 einen ka­ pazitiven Spannungsteiler bildet und somit die kapazitive Messung des Hochspannungspotentials des Hochspannungsleiters 13 erlaubt.

Die Stromwandler 10, 11 können in gesonderten Gehäusen ange­ ordnet sein, die an Anschlußflanschen des Isolierstoffgehäu­ ses 3, 4, befestigbar sind. Die Stromwandler 14, 15 können jedoch auch beide, wie in Fig. 2 dargestellt, innerhalb des Isolierstoffgehäuses 3, koaxial zu diesem angeordnet sein, so daß die Notwendigkeit zusätzlicher Gehäuse entfällt. In diesem Fall können die Wandlerkerne auf dem Tragrohr der Un­ terbrechereinheit befestigt sein.

Claims (6)

1. Hochspannungsfreiluftschalter mit einem Isolierstoffge­ häuse (3, 4) und einer in diesem angeordneten Unterbre­ chereinheit (5) und mit zwei am Gehäuse (3, 4) beiderseits der Unterbrechereinheit (5) angeordneten Stromwandlern (10, 11, 14, 15), von denen wenigstens einer während des Betriebs des Schalters auf Hochspannungspotential liegt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Stromwandler (10, 11, 14, 15) im Gasraum der Unterbrechereinheit (5) angeordnet ist.

2. Hochspannungsfreiluftschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Form einer aufrecht stehenden Polsäule (1) mit oberhalb und unterhalb der Unterbrechereinheit (5) angeordneten Stromwandlern (10, 11, 14, 15).

3. Hochspannungsfreiluftschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Meßsignale der auf Hochspannungspotential angeordneten Strom­ wandler (10, 11, 14, 15) über Lichtwellenleiter zum Erdpoten­ tial geleitet werden.

4. Hochspannungsfreiluftschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Lichtwellenleiter in das Isolierstoffgehäuse (3, 4) des Hochspannungsschalters integriert ist.

5. Hochspannungsfreiluftschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuse wenigstens eines Stromwandlers (10, 11) ein kapazitiver Spannungswandler (12) integriert ist.

6. Hochspannungsfreiluftschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3, 4) wenigstens teilweise als Verbundisolator, insbesondere bestehend aus einem faserverstärkten Kunststoff, ausgeführt ist.