DE202005021334U1

DE202005021334U1 - Gasisolierte Schaltanlage mit Sichtfenster zur optischen Erfassung der Schaltstellung der Schaltkontakte

Info

Publication number: DE202005021334U1
Application number: DE202005021334U
Authority: DE
Original assignee: ABB Technology AG
Current assignee: ABB Technology AG
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2015-06-08
Also published as: CN103138199B; CA2567781C; US9343881B2; AU2005253220B2; CN103138199A; US20130163165A1; DE112005001286A5; CA2567781A1; AU2005253220A1; CN1965453A; US20090015991A1; WO2005122352A1

Abstract

Gasisolierte Schaltanlage, insbesondere eine gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage, mit mindestens einem Trenner innerhalb des Gehäuses des Isoliergasraumes, wobei ein Sichtfenster (9) im Gehäuse (10) so eingebracht/angebracht ist, dass von ausserhalb des Gehäuses direkt oder über optische Mittel indirekt die Stellungen der Schaltkontaktelemente gesehen werden können, dass das Sichtfenster (9) so im Gehäuse (10) angeordnet ist, dass hierdurch der hermetische Abschluß des Gehäuses gewahrt bleibt, und dass innerhalb des Gehäuses (10) eine Drucküberlastauslösung angeordnet ist, die deutlich vor der Berstgrenze des Sichtfensters (9) auslöst.

Description

Die Erfindung betrifft eine gasisolierte Schaltanlage, insbesondere eine Gasisolierte-Mittelspannungs-Schaltanlage, gemäß Oberbegriff des Schutzanspruches 1.
In elektrischen Schaltanlagen, insbesondere in Mittelspannungs-Schaltanlagen, befindet sich zusätzlich zu einem, meist fest eingebautem Leistungsschalter auch ein Trenner, der z.B. zwischen dem Leistungsschalter und der Sammelschienenstrombahn angeordnet ist. Dieser kann zwei bzw. drei Stellungen einnehmen: Einschaltstellung, Ausschaltstellung und ggf. Erdungsstellung. Damit ist dieser Trenner als Zwei- bzw. Dreistellungstrenner ausgebildet.
In der Einschaltstellung wird z.B. eine Verbindung zur spannungsführenden Sammelschiene und in der Erdungsstellung zur Erde hergestellt. In der Ausschaltstellung befindet sich das bewegliche Kontaktstück des Trenners in einer Mittelstellung zwischen Einschalt- und Erdungsstellung.
Herkömmliche Dreistellungstrenner sind als Schub- bzw. Messerschalter bekannt.
Im allgemeinen werden Trenner als eigenständiges Gerät in demselben Gasraum wie der Leistungsschalter oder in einem separaten Gasraum, insbesondere bei Doppelsammelschienen-Anordnungen, eingesetzt. Der elektrische Teil dieser Geräte ist stets Bestandteil des Gasraumes und ist mittels einer gasdichten Durchführung mit dem Antrieb verbunden, der sich gewöhnlich außerhalb des Gasraumes befindet und üblicherweise in Mittelspannungs-Anwendungen als mechanischer Antrieb ausgeführt wird.
In den bekannten Doppelsammelschienen-Anordnungen befinden sich in den beiden, separaten Sammelschienenräumen zum einen ein Dreistellungstrenner, zum anderen ein Zweistellungstrenner (keine Erdungsstellung).
Das Erden des Abgangs zur Sicherheit des Bedienpersonals, z.B. bei Wartungs- bzw. Montagearbeiten, erfolgt über die Erdungsstellung des Dreistellungstrenners und des eingeschalteten Leistungsschalters. Anschließend können ggf. weitere angebrachte Erdungsschalter ohne Schaltvermögen eingelegt werden, um ein anschließendes Öffnen des Leistungsschalters zu gestatten. Entsprechende elektrische und/oder mechanische Verriegelungen verhindern sowohl das unbeabsichtigte Verlassen der Erdungsstellung des Dreistellungstrenners als auch das Ausschalten des Leistungsschalters (sofern keine parallele Erdverbindung eingeschaltet wurde) und gewährleisten damit eine sichere Erdung des Abganges.
Die Schaltstellungen werden durch mechanisch mit dem Antrieb gekoppelte Elemente auf Stellungsanzeigen übertragen und durch Hilfsschalter oder Näherungssensoren gemeldet. Zusätzlich können weitere Stellungen (wie z.B. die Erd-Stellung) berührungslos über Reed-Kontakte gemeldet werden, was zu einer redundanten Stellungsmeldung mit entsprechend erhöhter Sicherheit führt.
Die in einigen Anwendungsbereichen vorgeschriebene visuelle Kontrolle der Schaltstellung durch direkten Blickkontakt auf das Schaltgerät im Inneren einer gasisolierten Schaltanlage ist je nach Konstruktion, Lage und Aufbau nicht möglich, bzw. die Positionen können nicht eindeutig identifiziert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zusätzlichen Sicherheitsanforderungen auch bei 2- und 3-Stellungstrenner in gasisolierten Schaltanlagen zu genügen.
Die gestellte Aufgabe wird bei gasisolierten Schaltanlagen der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Schutzanspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Kern der Erfindung ist, dass ein Sichtfenster im Gehäuse der Schaltanlage so eingebracht/angebracht ist, dass von ausserhalb des Gehäuses direkt oder über optische Mittel indirekt die Stellungen der Schaltkontaktelemente gesehen werden können. Durch die Einsichtnahme besteht die Möglichkeit, sich über den erreichten oder gewünschten Schaltzustand zu vergewissern. Dies wäre beispielsweise die Prüfung, ob der Trenner auch tatsächlich in der geerdeten Position angekommen ist. Die freigeschaltete Leitung wäre damit nachprüfbar arbeitssicher.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass zumindest das jeweilige bewegliche Schaltkontaktelement mit einer farblichen oder topographischen Markierung versehen ist, die sich je nach Schaltstellung zu einer feststehenden Markierung oder Bezugsstruktur lageverändert. Auf diese Weise ist die Prüfung der aktuell erreichten Schaltstellung einfach möglich.
Diese genannten Vorteile machen nur dann Sinn, wenn durch in erfindungsgemäßer Ausgestaltung das Sichtfenster so im Gehäuse angeordnet ist, dass hierdurch der hermetische Abschluß des Gehäuses gewahrt bleibt. Wichtig ist hierbei die funktionale Beibehaltung der Bedingungen einer der gasisolierten Schaltanlage auch bei Einbringung eines Sichtfensters. In entsprechender Weise ist daher das Sichtfenster in das Gehäuse abgedichtet einzubringen.
Damit das Sichtfenster im Falle einer Drucküberlastung nicht zum Berstelement wird, ist in erfindungsgemäßer Ausgestaltung innerhalb des Gehäuses, eine Drucküberlastauslösung angeordnet, die deutlich vor der Berstgrenze des Sichtfensters auslöst.
Um auch bei baulich nicht sichtfreiem Zugang auf die Schaltkontaktelemente des Trenners eine Sichtkontrolle des Schaltzustandes zuzulassen ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die optischen Mittel aus mindestens einem Spiegel bestehen über den die Markierung bzw. Markierungen zu sehen sind.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zur Einsichtnahme der Schaltstellungen in einer mehrphasigen Anordnung die Position des Sichtfensters und der Markierungen so zueinander gewählt wird, dass diese sicher einsehbar sind.
Weiterhin ist für eine mehrphasige Anordnung in vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen, dass zur Einsichtnahme der Schaltstellungen mehrere Sichtfenster vorgesehen sind.
Letzlich ist ausgestaltet, dass ausserhalb des Gehäuses Beleuchtungsmittel vorgesehen sind, die die Markierungen zur Einsichtnsahme derselben beleuchten, um eine deutliche Erkennung des Schaltzustandes auch bei schlechten Beleuchtungsbedingungen zu ermöglichen.
Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher erläutert.
Es zeigt:
1: Schaltstellungsbeurteilung in Trenner EIN-Position
2: Schaltstellungsbeurteilung in Erder EIN-Position
Die visuelle Schaltstellungsbeurteilung, siehe 1, erlaubt eine einfache Kontrolle des Schaltzustandes des im Inneren einer gasisolierten Schaltanlage befindlichen Schaltgerätes durch ein Sichtfenster 9 in der Kapselungswand des hier nur teilweise dargestellten Gehäuses 10. Die Schaltstellung, d.h. die Stellung des beweglichen Kontaktes 4 in Bezug auf die Festkontakte 1, 2 und 3, wird mittels einer Markierung 5 auf dem z.B. zylindrischen Kontaktstück 4 beurteilt. Die jeweilige Schaltstellung ist dabei eindeutig der Lage der Markierung 5 bzw. anderen markanten Bereichen des beweglichen Kontaktes in Bezug zu den Festkontakten zugeordnet.
Die Betätigung erfolgt über die Spindel 6, der mit dem Antrieb 8 verbunden ist. Die hier dargestellte Schaltposition ist die Position Trennen EIN.
Sicherlich gibt es viele Möglichkeiten eine Endstellung sensorisch zu erfassen. Bei Schaltanlagen die im Mittelspannungsbereich eingesetzt werden liegen Spannungen von bis zu 40 kV vor. Da solche Schaltanlagen unter anderem auch dazu dienen Leitungsbereiche zu Wartungs- und Erweiterungsarbeiten freizuschalten, ist die sichere Abschaltung ohne Zweifel eine extrem wichtige Anforderung zur Sicherheit von Menschenleben.
Um End- und Abschaltstellungen zu ermitteln können und werden auch Sensoren verwendet. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass auch diese keine 100 %-ige Sicherheit gewähren können. Aus diesem Grund sollten die Sicherheitssysteme zur eindeutigen Bewertung der Schaltstellungen redundant ausgelegt sein um maximale Sicherheit zu gewähren, die durch die zusätzliche visuelle Einsichtnahmemöglichkeit gegeben ist.
2 zeigt die Schaltstellung in der Position Erder EIN. Diese wie auch jede andere Position kann in der dargestellten Weise eingesehen werden. Hierbei ist diese Schaltposition und deren erfindungsgemäße visuelle Einsichtnahmemöglichkeit von erheblicher sicherheitsrelvanter Bedeutung.
Die visuelle Schaltstellungsbeurteilung ist gekennzeichnet durch

• eine umlaufende oder räumlich begrenzte, farblich oder durch Bearbeitung gekennzeichnete Markierung auf dem beweglichen Kontakt eines Schaltgerätes, welche
• in einer Schaltstellung (Trenner EIN bzw, Erder EIN) an einer vorher festgelegten Position im Verhältnis zu den Festkontakten oder anderen in ihrer Position unveränderlichen Bezugspunkten durch
• ein Sichtfenster direkt oder indirekt über einen Spiegel oder über eine Kamera beobachtet und beurteilt werden kann.
• Die Markierung ist unverlierbar und in fester Position auf dem Kontakt angebracht, so daß
• der Bezug zur Schaltstellung absolut eindeutig ist.
• Die Position der Markierung gewährleistet, daß die Endposition der Schaltstellung innerhalb der zulässigen Toleranzen erreicht ist.
• Die Beobachtung geschieht bei dreiphasigen Systemen durch ein gemeinsames oder mehrere Sichtfenster, welche gasdicht die Kapselung verschließen.
• Die Beleuchtung geschieht über getrennt angebrachte Sichtfenster durch fest angebrachte Leuchtmittel oder mittels beweglicher Lichtquellen durch das Beobachtungsfenster oder zusätzliche Fenster.

Durch diese Wirkungen wird erreicht, dass es eine Möglichkeit zur direkten Einsichtnahme der Stellungen der Schaltelemente gibt, die trotz einer in den meisten Fällen sogar hermetisch eingehausten Schaltanlage möglich ist.

Claims

Gasisolierte Schaltanlage, insbesondere eine gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage, mit mindestens einem Trenner innerhalb des Gehäuses des Isoliergasraumes, wobei ein Sichtfenster (9) im Gehäuse (10) so eingebracht/angebracht ist, dass von ausserhalb des Gehäuses direkt oder über optische Mittel indirekt die Stellungen der Schaltkontaktelemente gesehen werden können, dass das Sichtfenster (9) so im Gehäuse (10) angeordnet ist, dass hierdurch der hermetische Abschluß des Gehäuses gewahrt bleibt, und dass innerhalb des Gehäuses (10) eine Drucküberlastauslösung angeordnet ist, die deutlich vor der Berstgrenze des Sichtfensters (9) auslöst.
Gasisolierte Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das jeweilige bewegliche Schaltkontaktelement mit einer farblichen oder topographischen Markierung (5) versehen ist, die sich je nach Schaltstellung zu einer feststehenden Markierung oder Bezugsstruktur lageverändert.
Gasisolierte Schaltanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Mittel aus mindestens einem Spiegel bestehen über den die Markierung bzw Markierungen zu sehen sind.
Gasisolierte Schaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einsichtnahme der Schaltstellungen in einer mehrphasigen Anordnung die Position des Sichtfensters und der Markierungen so zueinander gewählt wird, dass diese sicher einsehbar sind.
Gasisolierte Schaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einsichtnahme der Schaltstellungen in einer mehrphasigen Anordnung ein oder mehrere Sichtfenster vorgesehen sind.
Gasisolierte Schaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ausserhalb des Gehäuses Beleuchtungsmittel vorgesehen sind, die die Markierungen zur Einsichtnsahme derselben beleuchten.