DE202006005093U1

DE202006005093U1 - Schaltvorrichtung für ein Mittelspannungsnetz

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Publication number: DE202006005093U1
Application number: DE200620005093
Authority: DE
Original assignee: DRIESCHER SPEZIALFAB FRITZ; Fritz Driescher KG Spezialfabrik fur Elektrizitatswerksbedarf & Co GmbH
Current assignee: DRIESCHER SPEZIALFAB FRITZ; Fritz Driescher KG Spezialfabrik fur Elektrizitatswerksbedarf & Co GmbH
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2016-03-29

Abstract

Schaltvorrichtung, insbesondere für ein Mittelspannungsnetz, mit mindestens drei dreiphasigen Kabelanschlüssen (1, 2, 7, 21, 22, 23), dessen Phasen im lastfreien Zustand mit einer dreipoligen Sammelschiene (3, 24) verbunden werden, gekennzeichnet durch mindestens einen Trennschalter (8₁, 11, 25, 26, 27) zum Trennen mindestens eines Kabelanschlusses.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung mit mindestens drei dreipoligen Kabelanschlüssen, deren Phasen im lastfreien Zustand mit einer dreipoligen Sammelschiene verbunden werden oder im getrennten Zustand geerdet sind. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch die Verknüpfung mit Hochspannungs- Hochleistungssicherungen. Eine solche Schaltvorrichtung wird vorzugsweise im Mittelspannungsnetz eingesetzt.
In kommunalen Mittelspannungsnetzen wird die von Kraftwerken kommende Spannung über Umspannanlagen in ein Mittelspannungsnetz eingeleitet. Im Mittelspannungsnetz sind eine Vielzahl von Transformatorstationen vorgesehen, über die die Spannung von der Mittelspannung auf eine Niederspannung transformiert und Verbrauchern zur Verfügung gestellt wird.
Auf der Mittelspannungsseite von Transformatorstationen werden Mittelspannungsschaltanlagen eingesetzt, die vorzugsweise aus zwei Kabelschaltfeldern und einem Transformatorschaltfeld bestehen, wobei jedes dieser Schaltfelder mit einem Leistungs- oder Lasttrennschalter versehen ist. Diese Mittelspannungsschaltanlage weist in jedem der Kabelschaltfelder üblicherweise einen dreipoligen Kabelanschluss und in jedem Transformatorschaltfeld einen dreipoligen Kabelanschluss zur Versorgung eines Transformators auf. Zusätzlich ist im Transformatorschaltfeld jeder Kabelanschluss durch eine Sicherung, meist durch eine Hochspannungs-Hochleistungssicherung, abgesichert.
Jeder der Kabelanschlüsse weist für jede Phase einen Leiteranschluss auf, wobei die Anschlüsse gleicher Phasen über einen Lasttrennschalter und eine Sammelschiene miteinander verbunden werden können. Auf diese Weise kann eine Transformatorstation aus mindestens zwei Richtungen mit Spannung versorgt werden. Sollte die Spannungszufuhr aus der einen Richtung, beispielsweise aufgrund eines Leitungsschadens im Mittelspannungsnetz unterbrochen sein, ist durch entsprechende Schaltungen des Lasttrennschalters die Spannungsversorgung aus der anderen Richtung weiterhin sichergestellt.
Um die Kosten für Transformatorstationen möglichst gering zu halten, wird vielfach auf Leistungs- oder Lasttrennschalter zum Trennen der Transformatorstationen vom Mittelspannungsnetz verzichtet. Daher muss eine derartige Transformatorstation zunächst an den vorgeschalteten und nachgeschalteten, unter Last stehenden Transformatorstationen lastfrei geschaltet werden, bevor ihre Kabelanschlüsse vom Mittelspannungsnetz getrennt werden können. Dies erfolgt, indem die Spannungszufuhr in zur Transformatorstation benachbarten Einrichtungen des Mittelspannungsnetzes über Lasttrenn- bzw. Leistungsschalter unter Last unterbrochen wird. Ist die Transformatorstation lastfrei geschaltet, können die Kabelanschlüsse zum Transformator hin getrennt und geerdet werden. Hierzu müssen bei gängigen Ausführungen von luftisolierten Mittelspannungsschaltanlagen die drei Phasen des jeweiligen Kabelanschlusses jeweils einzeln von den Anschlüssen getrennt und auf Erde gelegt werden. Dieser Aufwand ist vergleichsweise hoch.
Ein weiterer Nachteil derartiger Transformatorstationen besteht darin, dass ihre luftisolierten Mittelspannungsschaltanlagen aufgrund von Feuchte- und Staubeinflüssen regelmäßig gewartet werden müssen.
In Mittelspannungsnetzen werden darüber hinaus Muffen als Stromverteiler eingesetzt. Solche Muffen weisen beispielsweise eine Kabeleinspeisung und zwei Kabelabgänge auf. Die Kabeleinspeisung und die Kabelabgänge werden üblicherweise verschraubt, isoliert und im Erdreich eingesetzt. Dies hat allerdings zur Folge, dass Wartungsarbeiten oder Montagearbeiten nur mit hohem Aufwand möglich sind. Soll eine Muffe ausgetauscht werden, müssen die über die Muffe zusammengeschlossenen Kabel so lang sein, dass die freien Enden der von der auszutauschenden Muffe abgetrennten Kabel in einer neuen Muffe zusammengeschlossen werden können. Dies ist nicht immer möglich und führt teilweise zu erheblichen Problemen.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung zu schaffen, mit der die vorgenannten Nachteile bei Verbindungen oben genannter Arten vermieden werden können. Diese Aufgabe wird gelöst durch mindestens einen Trennschalter zum Trennen und Erden mindestens eines Kabelanschlusses.
Mit einem Trennschalter können alle Phasen eines Kabelanschlusses gleichzeitig getrennt und geerdet werden. Hierdurch wird nicht nur der Zeitaufwand zum lastfreien Trennen und Erden der Kabelanschlüsse erheblich verringert. Es wird auch möglich, die Kabelanschlüsse zu kapseln, um die Schaltvorrichtung beispielsweise gasisoliert auszuführen, ohne dass hierdurch der Aufwand zum Trennen der Schaltvorrichtung vom Mittelspannungsnetz erhöht würde.
Grundsätzlich ist es möglich, einen Trennschalter zum gleichzeitigen lastfreien Trennen aller Kabelanschlüsse vorzusehen. Dies hätte den Vorteil, dass der Aufwand zum Trennen und Zuschalten der Schaltvorrichtung zum Mittelspannungsnetz auf ein Minimum reduziert ist. Erfindungsgemäß wird jedoch vorzugsweise jeweils ein Trennschalter je Kabelanschluss eingesetzt, so dass die Kabelanschlüsse unabhängig voneinander getrennt werden können, so dass die Schaltvorrichtung wahlweise über einen der Kabelanschlüsse, über mehr als einen Kabelanschluss oder über alle Kabelanschlüsse mit dem Mittelspannungsnetz verbunden werden kann.
Des weiteren weist die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung bevorzugt einen Trennschalter zum Trennen und Erden mindestens eines Kabelanschlusses auf. Hierdurch wird ermöglicht, dass die einzelnen Kabelanschlüsse vom Mittelspannungsnetz getrennt und gleichzeitig geerdet werden. Sind zwei oder mehr Kabelanschlüsse vorgesehen, kann je Kabelanschluss jeweils ein Trennschalter vorgesehen sein, der die Verbindungen zwischen den jeweiligen Phasenleitern und der zugehörigen Sammelschiene trennt. Alternativ kann je Phase eine weitere Sammelschiene vorgesehen sein, die mit einer dem Kabelanschluss zugeordneten Sammelschiene über einen Leiter verbunden ist. Ein diese Leiter auftrennender Trennschalter ermöglicht das simultane Trennen und Erden aller Kabelanschlüsse.
Die Schaltvorrichtung kann innerhalb eines geschotteten Gehäuses sitzen und beispielsweise luftisoliert und gasisoliert ausgeführt sein. Eine Schottung des Gehäuses bietet den Vorteil, dass die Schaltvorrichtung vor Feuchtigkeits- und Staubeinflüssen im Wesentlichen geschützt ist, so dass hierdurch bedingte Wartungsarbeiten auf ein Minimum reduziert werden können. Eine gasisolierte Ausführung hat darüber hinaus den wesentlichen Vorteil, dass die Schaltvorrichtung kompakter ausgeführt werden kann, da die aus Sicherheitsgründen geforderten Abstände zwischen Leitern wesentlich geringer sein können als bei der luftisolierten Ausführung.
Ein weiterer ganz wesentlicher Vorteil ergibt sich, wenn die in einem Gehäuse sitzende Schaltvorrichtung mit einem Anti-Berst-System ausgerüstet ist. Bei einem solchen Anti-Berst-System ist an der Sammelschiene ein Erdungsschalter mit vorgespanntem Kraftspeicherantrieb vorgesehen, der durch das Signal eines Sensors, insbesondere eines Drucksensors, beispielsweise im Fall eines Störlichtbogens ausgelöst wird. Ein geeignetes System mit Drucksensor und hiervon auslösbarem, vorgespanntem Kraftspeicherantrieb zum Trennen von Lasttrennschaltern ist aus der DE 36 06 770 A1 bekannt.
Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung kann für eine Verbindung verwendet werden, die bevorzugt oberirdisch aufgestellt wird und deren Anschlüsse gekapselt sind. Im Gegensatz zu den eingangs beschriebenen Ausführungen weist die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung den Vorteil auf, dass sie im spannungslosen Zustand als schaltbare Verteiler im Mittelspannungsnetz eingesetzt werden kann.
Des weiteren kann die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung mit Hochspannungs- Hochleistungssicherungen verknüpft werden. Die Sicherungen für die einzelnen Phasen, bevorzugt Hochleistungs-Hochspannungssicherungen, liegen dann zwischen dem bzw. den Trennschaltern für die Kabelanschlüsse und dem bzw. den Trennschaltern für den Transformatoranschluss.
Insbesondere wenn die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung mit Hochspannung- Hochleistungssicherungen gasisoliert ausgeführt ist, ergibt sich gegenüber luftisolierten Ausführungen für die Verwendung in Transformatorstationen insbesondere der Vorteil einer erheblich kompakteren Bauweise, da sowohl die Trennschalter als auch die Hochleistungs-Hochspannungssicherungen in einem Feld angeordnet werden können. Darüber hinaus werden Wartungsarbeiten an der Schaltvorrichtung vereinfacht bzw. verkürzt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert.
Es zeigen:
1: einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung mit Hochspannung-Hochleistungssicherungen;
2: einen Längsschnitt der in 1 dargestellten Schaltvorrichtung mit Hochspannung-Hochleistungssicherungen;
3: einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung; und
4: einen Längsschnitt der in 3 dargestellten Schaltvorrichtung.
Die in den 1 und 2 dargestellte Schaltvorrichtung mit Hochspannung-Hochleistungssicherungen weist zwei jeweils dreiphasige Kabelanschlüsse 1, 2 auf. Die einzelnen Phasen 1₁ , 1₂ , 1₃ , 2₁ , 2₂ , 2₃ der Kabelanschlüsse 1, 2 können über Sammelschienen 3₁ , 3₂ , 3₃ miteinander gekoppelt werden. Die Sammelschienen 3₁ , 3₂ , 3₃ sind über Leiter 4₁ , 4₂ , 4₃ , mit jeweils einer Hochspannungs-Hochleistungssicherung 5₁ , 5₂ , 5₃ und über Leiter 6₁ , 6₂ , 6₃ mit einem Kabelanschluss 7 verbunden. Der Kabelanschluss 7 kann beispielsweise mit einem Transformator verbunden sein.
Jede der Phasen 1₁ , 1₂ , 1₃ , 2₁ , 2₂ , 2₃ der Kabelanschlüsse 1, 2 kann durch jeweils einen Trenn-Erdungsschalter 8₁ von der Sammelschiene 3₁ , 3₂ , 3₃ abgekoppelt werden. Im getrennten Zustand wird die jeweilige Kabelphase 1₁ , 1₂ , 1₃ , 2₁ , 2₂ , 2₃ der Kabelanschlüsse 1, 2 mit einer Erdleitung 9 gekoppelt.
Dementsprechend kann der Kabelanschluss 7 über einen Trenn-Erdungsschalter 11 von der Leitung 6 auf eine Erdleitung 12 umgeschaltet werden, so dass die Phasen 7₁ , 7₂ , 7₃ des Kabelanschlusses 7 im getrennten Zustand geerdet sind. Zur Betätigung der Trenn-Erdungsschalter 8, 11 kann je nach Ausführungsform manuell, beispielsweise ein Kurbeltrieb oder ein Motorantrieb vorgesehen sein. Ein motorisierter Antrieb bietet dabei den Vorteil, dass ein Schalten auch ferngesteuert erfolgen kann.
Das Sicherungsfeld ist in einem Gehäuse 32 angeordnet, das vorzugsweise gasisoliert ausgeführt ist. In diesem Fall werden die Kabelanschlüsse 1, 2 und der Kabelanschluss 7 jeweils gekapselt ausgeführt.
Eine die Erfindung betreffende Schaltvorrichtung für ein Mittelspannungsnetz kann mit einem Anti-Berst-System ausgerüstet sein. Hierfür wird die Schaltvorrichtung zusätzlich mit einem von einem Kraftspeicher angetriebenen Erdungsschalter ausgerüstet, der durch einem im Gehäuse 32 vorgesehenen Drucksensor ausgelöst wird und im Störlichtbogenfall einen galvanischen Kurzschluss in der Schaltvorrichtung verursacht, um ein Öffnen der Schaltvorrichtung zu verhindern.
In den 3 und 4 ist die Schaltvorrichtung als Verteiler in einem Mittelspannungsnetz dargestellt. Sie weist zwei dreiphasige Kabelanschlüsse 21, 22 auf, von denen in 3 jeweils nur ein Phasenleiter 21₃ , 22₃ dargestellt ist, sowie einen dreiphasigen Kabelanschluss 23, von der in 3 nur ein Phasenleiter 23₃ zu sehen ist.
Für jede der drei Phasen ist jeweils eine Sammelschiene 24₁ , 24₂ , 24₃ vorgesehen, auf die die Kabelanschlüsse 21, 22 und der Kabelanschluss 23 aufgeschaltet werden können. Hierfür sind drei Trenn-Erdungsschalter 25, 26, 27 vorgesehen, die jeweils drei Schaltelemente 25₁ , 25₂ , 25₃ , 26₃ , 27₁ , 27₂ , 27₃ zum Schalten der jeweiligen Phasenleiter sowie eine Welle 25₄ , 26₄ , 27₄ zu deren Betätigung aufweisen.
Die Trenn-Erdungsschalter 25, 26 und 27 können jeweils die Phasen der Kabelanschlüsse 21, 22, 23 mit den Sammelschienen 24₁ , 24₂ , 24₃ verbinden. Im trennenden Zustand legen die Trenn-Erdungsschalter 25, 26 und 27 die Phasenleiter der Kabelanschlüsse 21, 22, 23 auf hierfür vorgesehene Erdungsleitungen 28, 29 und 31. Alle Erdungsleitungen sind leitend mit einem der Schaltvorrichtung umgebenden Gehäuse 32 verbunden.
Die Trenn-Erdungsschalter 25, 26, 27 können je nach Ausführungsform der Schaltvorrichtung manuell, beispielsweise über eine Kurbel, oder auch automatisch durch einen Motor betätigt werden.

Claims

Schaltvorrichtung, insbesondere für ein Mittelspannungsnetz, mit mindestens drei dreiphasigen Kabelanschlüssen (1, 2, 7, 21, 22, 23), dessen Phasen im lastfreien Zustand mit einer dreipoligen Sammelschiene (3, 24) verbunden werden, gekennzeichnet durch mindestens einen Trennschalter (8₁ , 11, 25, 26, 27) zum Trennen mindestens eines Kabelanschlusses.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch jeweils einen Trennschalter (8₁ , 11, 25, 26, 27) für jeden Kabelanschluss (1, 2, 7, 21, 22, 23).
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch jeweils einen Trennschalter (8₁ , 11, 25, 26, 27) für jeden – Transformatoranschluss (7).
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Trennschalter (8₁ , 11, 25, 26, 27) zum Erden der Kabelanschlüsse (1, 2, 7, 21, 22, 23) und/oder der Transformatoranschlüsse (7) im getrennten Zustand.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch mindestens eine Erdungsleitung (9, 12, 28, 29, 31), mit der die Phasenleiter eines Kabelanschlusses bzw. eines Transformatoranschlusses im getrennten Zustand durch den Trennschalter gekoppelt werden können.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein die Kabelanschlüsse (1, 2, 7, 21, 22, 23) und der Transformatoranschlüsse (7) umgebendes, geschottetes Gehäuse (13, 32).
Schaltvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine luftisolierte Ausführung.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine gasisolierte Ausführung.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch ein Anti-Berst-System.
Schaltvorrichtung mit einer Schalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Schaltvorrichtung mit einer Schalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie einer zwischen dem bzw. den Trennschalter(n) (8₁ ) der Kabelanschluss(anschlüsse) (1, 2) und dem bzw. den Trennschalter(n) (11) der Transformatoranschlüsse (7) angeordneten Sicherungen (5₁ , 5₂ , 5₃ ), insbesondere Hochspannungs-Hochleistungssicherungen.