DE19958782A1

DE19958782A1 - Durchführungsstützer und -stromwandler für metallgekapselte, luftisolierte Mittelspannungs-Schaltanlagen

Info

Publication number: DE19958782A1
Application number: DE1999158782
Authority: DE
Inventors: Luis Piaggi; Rainer Stolz; Christoph Roehling; Dieter Zweng; Olaf Brockmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2001-05-31
Anticipated expiration: 2019-12-01
Also published as: MXPA02005347A; AR026636A1; CN1237680C; WO2001041273A1; DE19958782B4; CN1402899A; BR0015934A

Abstract

Die Durchführungsstützer (DFS) und die Durchführungsstromwandler (DSW) weisen jeweils eine frontseitig nach außen hin treppenförmig abgesetzte, rechteckförmige Durchführungsöffnung (DFO) auf, an der DOLLAR A sich ein zu dieser quer angeordnetes, vorzugseise mit runder Querschnittsstruktur versehenes Aufnahmeteil (AFT) mit einem zur Oberseite nach außen weisenden Leiteranschluß (LTA) anschließt, der über einen Primärleiter (PLT) mit einem Gegenkontakt (GKT) elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Durchführungsöffnung (DFO) und das Aufnahmeteil (AFT) Bestandteil eines gemeinsamen Gießharzkörpers (GHK) sind und der Gießharzkörper (GHK) im frontseitigen Bereich der Durchführungsöffnung (DFO) eine diese U-förmig umgebene, im Gießharz vergossene Außensteuerelektrode (SEA) aufweist und der Gießharzkörper im Grenzbereich zwischen der Durchführungsöffnung (DFO) und dem Aufnahmeteil (AFT) mit einer im Gießharz vergossenen, die Durchführungsöffnung (DFO) tellerförmig abschirmenden Innensteuerelektrode (SEI) versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft Durchführungsstützer und Durchfüh rungsstromwandler für metallgekapselte, luftisolierte Mit telspannungs-Schaltanlagen, die jeweils auf einem Trageblech angeordnet und mit diesem lösbar verbunden sind.

Durchführungsstützer und Durchführungsstromwandler dienen bei den Mittelspannungs-Schaltanlagen zur Herstellung der elek trischen Verbindung zwischen Sammelschienen bzw. allgemein zwischen Kabelanschlüssen und Schaltgeräten. Mit den Durch führungsstromwandlern werden darüber hinaus die Stromverhält nisse der einzelnen Phasen der Mittelspannungs-Schaltanlagen überwacht. Sowohl die Durchführungsstützer als auch die Durchführungsstromwandler sind konstruktiv derart zu bemes sen, daß sie den mechanischen Anforderungen im Hinblick auf ihre Tragfähigkeit und auch den elektrischen Anforderungen hinsichtlich ihrer Spannungsfestigkeit entsprechen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, Durchführungsstützer und Durchführungsstromwandler für höhere Bemessungsspannungen, beispielsweise im Bereich bis 24 kV, zu konzipieren, ohne daß die bisher für niedrigere Spannungen bemessenen Bauvolumen derartiger Geräte wesentlich über schritten werden.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale

1. 1.1 die Durchführungsstützer und die Durchführungsstromwand ler weisen jeweils eine frontseitig nach außen hin trep penförmig abgesetzte, rechteckförmige Durchführungsöff nung auf,
2. 1.2 an die Durchführungsöffnung schließt sich ein zu dieser quer angeordnetes, vorzugsweise mit runder Querschnitts struktur versehenes Aufnahmeteil mit einem zur Oberseite nach außen weisenden Leiteranschluß an,
3. 1.3 der Leiteranschluß ist über einen Primärleiter mit einem Gegenkontakt elektrisch leitend verbunden,
4. 1.4 die Durchführungsöffnung und das Aufnahmeteil sind Be standteil eines gemeinsamen Gießharzkörpers,
5. 1.5 der Gießharzkörper weist im frontseitigen Bereich der Durchführungsöffnung eine diese U-förmig umgebene im Gießharz vergossene Außensteuerelektrode auf,
6. 1.6 der Gießharzkörper ist im Grenzbereich zwischen der Durchführungsöffnung und dem Aufnahmeteil mit einer im Gießharz vergossenen, die Durchführungsöffnung tellerför mig abschirmenden Innensteuerelektrode versehen,

erreicht.

Die Erhöhung der Spannungsfestigkeit für die Durchführungs stützer und Durchführungsstromwandler wird neben der treppen förmigen Ausgestaltung der Durchführungsöffnung zur Verlänge rung des Kriechweges noch zusätzlich durch das Vorhandensein von zwei Steuerelektroden, der U-förmigen Außensteuerelektro de und der tellerförmigen Innensteuerelektrode, begünstigt, die jeweils im Gießharzkörper angeordnet und dort fest ver gossen sind.

Mit der rechteckförmigen Durchführungsöffnung, die sich von Innen nach Außen hin treppenförmig vergrößert, wird für einen hochspannungsführenden rechteckigen Kontaktarm, der zur Her stellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit dem Gegen kontakt in die Durchführungsöffnung eingeführt wird, ist der elektrische Widerstand im Bereich der Luftstrecke und der Gießharzwandung derart vergrößert, daß sich die Feldstärke im Bereich dieser Bemessungsspannung nicht mehr schädigend aus wirken kann.

Diese Maßnahme wird noch im Zusammenwirken mit der auf Erdpo tential liegenden, U-förmigen Außensteuerelektrode unter stützt, mit der die elektrische Feldstärke des spannungsbela steten Gegenkontakts über die sich bildenden Äquipotentialli nien gegen die Außensteuerelektrode abgebaut wird. Da die Au ßenelektrode unmittelbar im Bereich der Frontblechplatte an geordnet ist, werden auch die sonst üblichen negativen Ein flüsse hinsichtlich der bei scharfkantigen Blechplatten auf tretenden Spannungsüberschläge und die starken Teilentladun gen innerhalb der Durchführungsöffnungen weitestgehend elimi niert.

Mit der tellerförmigen Innensteuerelektrode werden das elek trische Feld und die Äquipotentiallinien im Gießharz derart beeinflusst, daß der Gegenkontakt wegen des deutlich redu zierbaren Luftabstands zur Durchführungsöffnung entsprechend vergrößert wirkt. Die elektrischen Feldlinien des Gegenkon taktes werden durch die tellerförmige Innensteuerelektrode praktisch kugelförmig verteilt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Merkmale

1. 2.1 die Außensteuerelektrode ist einseitig mit einem Erdpo tentialanschluß elektrisch leitend verbindbar, und
2. 2.2 der Erdpotentialanschluß ist frontseitig im Bereich des Trageblechs angeordnet,

erreicht.

Damit ist in vorteilhafter Weise der Erdpotentialanschluß von außen her ohne zusätzlichem Montageaufwand jederzeit zugäng lich.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin dung sind die Merkmale

1. 3.1 der Aufnahmeteil enthält einen Stromwandlerkern,
2. 3.2 der Stromwandlerkern umschließt den Primärleiter zen trisch,
3. 3.3 der Primärleiter ist derart mit dem Leiteranschluß elek trisch leitend verbunden, daß mindestens ein Teilbereich des Stromwandlerkerns im Abstand desselben zum Primärlei ter nach außen hin abgeschirmt ist,

vorgesehen.

Mit dieser konstruktiven Gestaltung des Primärleiters wird die Spannungsfestigkeit durch entsprechende Bündelung der Äquipotentiallinien im Bereich des Stromwandlerkerns zusätz lich erhöht.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist durch die Merkmale

1. 4.1 der Durchführungswandler ist als Ringkernwandler ausge führt, und
2. 4.2 der Primärleiter ist derart verlängert, daß der gesamte Stromwandlerkern nach außen hin abgeschirmt ist,

gegeben. Für den Ringkernwandler wird dadurch die Spannungs festigkeit vergrößert.

Die Erfindung wird durch zwei figürlich dargestellte Ausfüh rungsbeispiele näher erläutert, wobei die Fig. 1 und 2 ei nen Durchführungsstromwandler und die Fig. 3 und 4 einen Durchführungsstützer jeweils in zwei technischen Ansichten, der Seitenansicht im Teilschnitt und der Draufsicht, darstel len.

Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Durchfüh rungsstromwandlers DSW, angeordnet auf dem Trageblech TBL, in einer Teilschnittansicht derart, daß der Gegenkontakt GKT mit seinem Primärleiter PLT und dem Leiteranschluß LTA, sichtbar sind. Gleichzeitig ist erkennbar, daß der im Gießharz einge gossenen Primärleiter PLT zentrisch von dem ebenfalls im Gießharzkörper GHK (Fig. 2) eingegossenen Stromwandlerkern SWK des Durchführungsstromwandlers DSW umgeben ist und daß im Be reich der Verbindung zum Leiteranschluß LTA mindestens ein Teilbereich des Stromwandlerkerns SWK von dem rückgeführten Primärleiter PLT nach oben hin in annähernd gleichen Abstand zu demselben umgeben ist. In der unteren Teilschnittansicht des Durchführungsstromwandlers DSW ist im Bereich der Durch führungsöffnung DFO besonders die treppenförmige Ausgestal tung derselben zur Vergrößerung der Kriechstrom-Weglänge er kennbar. Mit der auszugsweise dargestellten Frontblechplatte FBP ist angedeutet, daß der Durchführungsstromwandler DSW in den Mittelspannungs-Schaltanlagen frontseitig durch eine nicht bezeichnete Nut lagefixiert ist.

Desweiteren ist im Bereich der Frontblechplatte FBP die Au ßensteuerelektrode SEA angeordnet, die einseitig über den Erdpotentialanschluß EPA mit dem definierten Erdpunktpoten tial verbunden ist. Wie bereit ausgeführt, wird damit die elektrische Feldstärke in der Durchführungsöffnung DFO ausge hend vom aktiven Gegenkontakt GKT mit entsprechender Steuerung der Äquipotentiallinien definiert gegen die Außensteuerelek trode abgebaut. Damit werden u. a. Teilentladungsvorgänge und Spannungsüberschläge, insbesondere im Bereich der scharfen Kanten der Frontbleche, verhindert.

Die Fig. 2 zeigt den Durchführungsstromwandler in der Drauf sicht, aus der besonders die Lagefixierung des Gießharzkör pers GHK innerhalb der Frontblechplatte FBP der Mittelspan nungs-Schaltanlage hervorgeht. Desgleichen sind in dieser Darstellung in besonderer Weise die Anordnung des Stützarms STA und die vorzugsweise runde Querschnittskontur des Aufnah meteils AFT mit dem von außen zugänglichen Leiteranschluß LTA erkennbar.

Der Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für den Durchfüh rungsstützer DFS mit dem Gießharzkörper GHK zu entnehmen, de ren wesentliche Funktion lediglich in der Bereitstellung ei ner steckbaren elektrischen Verbindung zu dem Leiteranschluß LTA über seine Durchführungsöffnung DFO besteht. Ein mit Hochspannungspotential behafteter Kontaktarm muß dazu sicher und frei von Spannungsüberschlägen mit dem an gleicher Stelle wie beim Durchführungsstromwandler angeordneten, jedoch nicht dargestellten Gegenkontakt am Ende der Durchführungsöffnung DFO verbindbar sein. Der Durchführungsstützer DFS weist eben falls einen Stützarm STA zur Vergleichmäßigung der Tragkraft in Bezug auf der mit dem Leiteranschluß LTA in Verbindung stehenden, nicht dargestellte Einrichtung auf. Der Durchfüh rungsstützer DFS ist ebenfalls lösbar mit dem Trageblech TBL verbunden.

Aus der darunter dargestellten Draufsicht in Fig. 4 ist in besonderer Weise die vorzugsweise runde Querschnittskontur des Aufnahmeteils AFT sowie der Leiteranschluß LTA und der hier als Ausleger angeordnete Stützarm STA ersichtlich.

Claims

1. Durchführungsstützer und Durchführungsstromwandler für me tallgekapselte, luftisolierte Mittelspannungs-Schaltanlagen, die jeweils auf einem Trageblech angeordnet und mit diesem lösbar verbunden sind, gekennzeichnet durch die Merkmale

1. 1.1 die Durchführungsstützer (DFS) und die Durchführungs stromwandler (DSW) weisen jeweils eine frontseitig nach außen hin treppenförmig abgesetzte, rechteckförmige Durchführungsöffnung (DFO) auf,
2. 1.2 an die Durchführungsöffnung (DFO) schließt sich ein zu dieser quer angeordnetes, vorzugsweise mit runder Quer schnittsstruktur versehenes Aufnahmeteil (AFT) mit einem zur Oberseite nach außen weisenden Leiteranschluß (LTA) an,
3. 1.3 der Leiteranschluß (LTA)ist über einen Primärleiter (PLT) mit einem Gegenkontakt (GKT) elektrisch leitend verbun den,
4. 1.4 die Durchführungsöffnung (DFO) und das Aufnahmeteil (AFT) sind Bestandteil eines gemeinsamen Gießharzkörpers (GHK),
5. 1.5 der Gießharzkörper (GHK) weist im frontseitigen Bereich der Durchführungsöffnung (DFO) eine diese U-förmig umge bene im Gießharz vergossene Außensteuerelektrode (SEA) auf,
6. 1.6 der Gießharzkörper ist im Grenzbereich zwischen der Durchführungsöffnung (DFO) und dem Aufnahmeteil (AFT) mit einer im Gießharz vergossenen, die Durchführungsöffnung (DFO) tellerförmig abschirmenden Innensteuerelektrode (SEI) versehen.

2. Durchführungsstützer und Durchführungsstromwandler nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale

1. 2.1 die Außensteuerelektrode (SEA) ist einseitig mit einem Erdpotentialanschluß (EPA) elektrisch leitend verbindbar,
2. 2.2 der Erdpotentialanschluß (EPA) ist frontseitig im Bereich des Trageblechs (TBL) angeordnet.

3. Durchführungsstromwandler nach Patentanspruch 1 und den Patentansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die Merkmale

1. 3.1 der Aufnahmeteil (AFT) enthält einen Stromwandlerkern (SWK),
2. 3.2 der Stromwandlerkern (SWK) umschließt den Primärleiter (PTL) zentrisch,
3. 3.3 der Primärleiter (PLT) ist derart mit dem Leiteranschluß (LTA) elektrisch leitend verbunden, daß mindestens ein Teilbereich des Stromwandlerkerns (SWK) im Abstand des selben zum Primärleiter (PLT) nach außen hin abgeschirmt ist.

4. Durchführungsstromwandler nach Patentanspruch 3, gekennzeichnet durch die Merkmale

1. 4.1 der Durchführungswandler (DSW) ist als Ringkernwandler ausgeführt,
2. 4.2 der Primärleiter (PLT) ist derart verlängert, daß der ge samte Stromwandlerkern (SWK) nach außen hin abgeschirmt ist.