DE2037234A1 - Switching device for high voltages - Google Patents
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Description
Schaltgerät für hohe Spannungen» 2037234Switching device for high voltages »2037234
Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät für hohe Spannungen \ mit einer oder mehreren Schaltkammer(n), die mindestens eine aus zwei oder mehreren Schaltelektroden bestehende Leistungs= oder Lastschaltstrecke und/oder Spannungstrennstrecke und eine diesen Trennstrecken zugeordnete Erdelektrode, die im Schaltkammergehäuse angeordnet oder durch dieses selbst gebildet ist, aufweist· Sämtliche oder auch. nur einige der Schaltelektroden sind gegeneinander isoliert durch das aus Isoliermaterial und/oder Metall bestehende Schaltkammergehäuse geführt»The invention relates to a switching device for high voltages \ with one or more switching chamber (s), the at least one consisting of two or more switching electrodes Power = or load switching section and / or voltage isolating section and an earth electrode which is assigned to these isolating distances and which is arranged in the switching chamber housing or through this itself is formed, has · all or also. only some of the switching electrodes are insulated from one another guided through the switch chamber housing made of insulating material and / or metal »
Die Möglichkeit, eine isolierte Trennstrecke, insbesondere Schalt strecke von Leistungsschaltern als vorschriftsmäßige Spannungstrennstrecke verwenden zu können, wurde bereits erkannt. Bei einem bekannten elektrischen Schalter ist zu diesem Zweck das isolierende Schaltkammergehäuse an einer Stelle quer zur Trennstrecke durch eine metallische Elektrode geteilt und diese ist im ausgeschalteten Zustand des Schalters über einen Erdungsschalter geerdet. Der bekannte Schalter führt zwar zur Integration der Funktionen "Schalten von Last- und Kurzschlußströmen" und "Trennen" und somit zum Wegfall eines gesonderten Trennschalters, für die !Funktion "Erden" ist jedoch ein separater Erdungsschalter erforderlich und die genannten Funktionen müssen außerdem mit einem hohen Aufwand gegeneinander gegen Fehlbetätigungen verriegelt werden.The possibility of an isolated isolating distance, in particular It has already been recognized that the switching path of circuit breakers can be used as a regulated voltage isolating path. In a known electrical switch, the insulating switching chamber housing is on a for this purpose Place across the separating distance divided by a metallic electrode and this is in the switched-off state of the switch Grounded via an earthing switch. The well-known switch leads to the integration of the "switching of." Load and short-circuit currents "and" disconnect "and thus the omission of a separate disconnector for the! Function However, a separate earthing switch is required for "earthing" and the functions mentioned must also be connected to a be locked against each other against incorrect operation at great expense.
Das Anbringen von ortsveränderlichen Erdungseinrichtungen bereitet in gekapselten kleinräumigen Anlagen Schwierigkeiten· Da derartige Einrichtungen im allgemeinen kein Einschaltvermögen besitzen, muß die Anlage vorher mit besonderen Zusatzeinrichtungen auf Spannungsfreiheit überprüft werden* ohne daß damit ein absoluter Schutz des die Erdungseinrichtung einlegenden Personals gewährleistet ist«The attachment of portable earthing devices causes difficulties in encapsulated small-scale systems Since such devices generally do not have a making capacity, the system must first be equipped with special Additional devices are checked for absence of voltage * without this providing absolute protection for the earthing device depositing staff is guaranteed "
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Zweck der Erfindung ist es, die genannten Mangel zu beseitigen, d· h» die Punktionen "Schalten von Last- und Kurzschlußströmen", "Trennen", "Kurzschließen" und "Erden" auf kleinstem Baum mit geringsten Kosten zu realisieren und Fehlhandlungen zu vermeiden "bzw. deren Auswirkungen klein zu halten·The purpose of the invention is to eliminate the deficiencies mentioned, d · h »the points" Switching of load and short-circuit currents ", "Disconnect", "short-circuit" and "ground" on the smallest tree with the lowest possible cost and mistakes to avoid "or to keep their effects small
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgerät anzugeben, das besondere Erdungsschalter einschließlich deren separate Antriebe sowie aufwendige Verriegelungsmaßnahmen entbehrlich werden läßt.The invention is based on the object of specifying a switching device, the special earthing switch including their separate drives and complex locking measures can be dispensed with.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Schaltgerät der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß in der Schaltkammer außer der Leistungs- Oder Lastschaltstrecke und/oder Spannungstrennstrecke eine Erdungsschaltstrecke angeordnet ist«According to the invention, this object is achieved in a switching device of the type described in that in the switching chamber In addition to the power or load switching section and / or voltage isolating section, an earthing switching section is arranged is"
Die feststehende Erdungsschaltelekfcrode dieser ErdungsschaItstrecke besteht aus mindestens einem in der verlängerten Bahn der beweglichen Schaltelektrode angeordneten und mit der Erdelektrode leitend verbundenen Kontaktelement oder aus zwei in der verlängerten Bahn der beweglichen Schaltelektrode angeordneten Kontaktelementen, von denen das eine mit der Erdelektrode und das zweite mit einer der feststehenden Schaltelektroden in leitender Verbindung steht· Als bewegliche Erdungsschaltelektrode dient eine bewegliche Schaltelektrode· Die Schließung der Erdungsschaltstrecke erfolgt durch eine über die Ausschaltstellung und/oder Spannungstrennstellung hinausgehende Bewegung dieser beweglichen Schaltelektrode· Die Schaltstüoke der Erdungsschaltelektroden bestehen aus Materialien mit geringer Verschweißneigung, vorzugsweise Stahl, oder sie sind mit einem Oberzug aus solchen Materialien versehen· Als Schaltkammern eignen sich vorzugsweise Vakuumschaltkammern oder solche Schaltkammern mit SF6-FuIlung· In der Sohaltkammer können in an sich b#kannter Weisa Meßglieder für Strom und Spannung untergebrachtThe fixed earthing switch electrode of this earthing circuit consists of at least one contact element arranged in the extended path of the movable switching electrode and conductively connected to the earth electrode or of two contact elements arranged in the extended path of the movable switching electrode, one of which is connected to the earth electrode and the second to one of the A movable switching electrode is used as a movable earthing switching electrodeThe earthing switching path is closed by moving this movable switching electrode beyond the switch-off position and / or voltage disconnection positionThe switching elements of the earthing switching electrodes are made of materials with a low tendency to weld, preferably steel, or They are provided with a cover made of such materials · Vacuum interrupter chambers or such interrupter chambers with SF 6 are preferably suitable as switching chambers -Filling · In the holding chamber, measuring elements for current and voltage can be accommodated in a known manner
Ein im Rahmen der Erfindung liegendes Merkmal besteht darin, daß jeweils zwei oder mehrere Schaltkammern oder zwei oder mehrere Schaltstrecken innerhalb einer Schaltkammer parallel geschaltet sind und daß jede Anschlußseite dieser Parallelschaltung eine Erdungs schalt strecke aufweist· Nach, der Erfindung ist außerdem vorgesehen, zwei oder mehrere Schaltkammern oder zwei oder mehrere Schaltstrecken innerhalb einer Schaltkammer elektrisch in Eeihe zu schalten und jeder Anschlußseite dieser Reihenschaltung eine Erdungsschaltstrecke zuzuordnen·A feature within the scope of the invention is that two or more switching chambers or two or more switching paths within a switching chamber in parallel are connected and that each connection side of this parallel circuit has a grounding circuit · According to the invention there is also provision for two or more switching chambers or two or more switching paths within a switching chamber to be connected electrically in series and each connection side of this series connection an earthing switching path to be assigned
Da eine Anschlußseite des erfindungsgemäßen Schaltgerätes mit der Sammelschienenseite und die andere Anschlußseite mit der Abgangsseite der Schaltanlage in Verbindung steht, können gleichzeitig oder unabhängig voneinander die Bammelschienen und der Abgang geerdet werden· Es ist auch möglich, das wahlweise Erden von Sammelschienenseite und Abgangsseite der Schaltanlage in der Weise zu realisieren, daß das Schaltgerät mit nur einer innerhalb der Schaltkammer angeordneten Erdungsschaltstrecke im ausgeschalteten Zustand aus der Anlage herausgezogen und mit vertauschten Anschlüssen, vorzugsweise durch Drehen um 180°, wieder eingeführt wird*Since one connection side of the switching device according to the invention with the busbar side and the other connection side is connected to the output side of the switchgear, the busbars and the outlet can be earthed at the same time or independently of each other It is also possible the optional earthing of the busbar side and the outgoing side to realize the switchgear in such a way that the switching device is arranged with only one inside the switching chamber Earthing gap in the switched-off state from the System is pulled out and reinserted with interchanged connections, preferably by turning it 180 ° *
Das erfindungsgemäße Schaltgerät besitzt gegenüber bekannten Schaltern zahlreiche Vorzüge. Die Integration der Funktionen Schalten, Trennen, Erden und Kurzschließen in feiner Schaltkammer mit hohem Isoliervermögen und kleinsten Isolierabständen ermöglicht die Realisierung sämtlicher vorkommenden Schaltaufgaben einer Schaltanlage auf kleinstem Raum und mit geringen Kosten· Die Erfindung schafft einen schnellwirkenden Erdungsschalter bzw. Kurzschließer ohne zusätzlichen Antrieb, da ein und derselbe Antrieb sowohl für das Schalten als auch für das Erden ausgenutzt ist»The switching device according to the invention has compared to known Switches have numerous advantages. The integration of the switching, disconnecting, earthing and short-circuiting functions in a fine switching chamber with a high insulation capacity and the smallest insulation distances enables the implementation of all occurring Switching tasks of a switchgear in the smallest of spaces and at low costs · The invention creates a fast-acting one Earthing switch or short circuiter without additional drive, since one and the same drive is used for both switching and is used for the earth »
Mit dem erfindungsgemäßen Schaltgerät können die an einer Anschlußseite liegenden Schaltanlagenteile wahlweise geerdet oder durch Anschließen aller Pole an Erde kurzgeschlossen werden» Die in der Schaltkammer untergebrachteWith the inventive switching device, the switching parts lying at a terminal side may optionally be grounded or shorted by connecting all the terminals to earth "Housed in the switching chamber
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Erdungssehaltstrecke kann auch dazu dienen, beim Versagen der ßchaltstreckei z. B. eines Lastschalters bei Kurzschlüssen im Schaltmoment oder eines Synchronschalters bei Ausfall der Steuerung, die Speiseseite der Schaltanlage sofort zu erden, eo daß die Schadensauswirkungen an der Schaltstrecke und dem Gerät als ganzem gering bleiben* Ähnliches gilt beim Auftreten von Störlichtbogen in der Anlage·Grounding gap can also be used in the event of failure the ßchaltstreckei z. B. a load switch in the event of short circuits in the moment of switching or a synchronous switch in the event of a control failure, the supply side of the switchgear to be grounded immediately, eo that the damage effects on the switching path and the device as a whole remain small * The same applies to Occurrence of arcing faults in the system
Die Zusammenfassung der Funktionen in einer Schaltkammer gestattet es, das Schaltgerät fest in die Schaltanlage einzubauen, wenn nicht aus Gründen der Austauschbarkeit die Verbindung mit der Schaltanlage unter Spannung lösbar sein muß.The summary of the functions in a switching chamber allows the switching device to be installed permanently in the switchgear, if not the connection for reasons of interchangeability must be releasable with the switchgear under voltage.
Als ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Schaltgerätes muß auch die Tatsache gewertet werden, daß Fehlhandlungen zu keinen Störlichtbögen führen und sie weder Schaltanlagenteile noch das Personal gefährden.As a major advantage of the switching device according to the invention The fact must also be assessed that incorrect actions do not lead to accidental arcing and they do not Switchgear parts still endanger personnel.
Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt ι Fig· 1t den Längsschnitt einer Vakuumschaltkammer mit einerThe invention is to be explained in more detail below using two exemplary embodiments. In the accompanying drawings Fig ι · 1t shows the longitudinal section of a vacuum switching chamber with a
feststehenden und einer beweglichen Schaltelektrode, Fig. 2ι den Längsschnitt einer Vakuumschaltkammer mit zwei feststehenden und einer als Schaltbrücke ausgeführten beweglichen Schaltelektrode#fixed and one movable switching electrode, Fig. 2ι the longitudinal section of a vacuum interrupter chamber with two fixed and one designed as a switching bridge movable switching electrode #
Die in Fig. 1 dargestellte Schaltkammer ist aus einem hochevakuierten zylinderförmigen Metallgehäuse 1 aufgebaut, das an seinen Stirnseiten isolierende Abschlußplatten 2;3 aufweist, von denen eine die feststehende Schaltelektrode 4· trägt und die andere als Führung für die bewegliche Schaltelektrode 5 dient. Die Schaltelektroden 4;5 sind so angeordnet, daß sich ihre Kontaktstücke gegenüberliegen und in Anlage bewegbar und trennbar sind. Sie bilden gemeinsam eine Leistungs- oder Lastschaltstrecke und, sobald die bewegliche Schaltelektrode 5 die Ausschaltstellung überschreitet, auch eine Spannungstrennetrecke. Die Trennerbedingung ist dadurch erfüllt, daß das Metallgehäuse 1 mittels eines Erdkontaktes 6 geerdet ist und es somit als Erdelektrode wirkt«The switching chamber shown in Fig. 1 is made of a highly evacuated cylindrical metal housing 1 constructed, the on its end faces insulating end plates 2; 3, one of which has the fixed switching electrode 4 carries and the other serves as a guide for the movable switching electrode 5. The switching electrodes 4; 5 are arranged so that that their contact pieces are opposite and can be moved and separated in the system. Together they form one Power or load switching path and, as soon as the movable switching electrode 5 exceeds the switch-off position, also a voltage separation line. The separator condition is fulfilled in that the metal housing 1 by means of a ground contact 6 is earthed and thus acts as an earth electrode «
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Am Metallgehäuse 1 ist im Bereich der Schalte lektr öden 4}5 ein Schirm 7 über ein Isolierstück befestigt· Zur Abdichtung der Schaltkammer an der Durchtrittsstelle der beweglichen SchaItelektrode 5 ist zwischen der Abschlußplatte 3 "und- dem Schaft der beweglichen Schaltelektrode ein Balg 8 angeordnet» Gemäß dem Hauptkennzeichen der Erfindung ist innerhalb der Schaltkammer eine Erdungsschaltstrecke angeordnet, deren bewegliche Erdungsschaltelektrode, durch die bewegliche Schaltelektrode 5 und deren feststehende Erdungsschaltelektrode durch ein in der verlängerten Bahn der beweglichen Schaltelektrode angeordnetes sowie mit dem als Erdelektrode dienenden Metallgehäuse 1 leitend verbundenes Eontaktelement 9 gebildet ist. Die Schließung der Erdungsschaltstrecke erfolgt durch eine über die Ausschaltstellung und Spannungstrennstellung hinausgehende Bewegung der beweglichen Schaltelektrode 3» so daß sich ein gesonderter Antrieb für diese Aufgabe erübrigt*A screen 7 is attached to the metal housing 1 in the area of the switching electrodes 4} 5 by means of an insulating piece. According to the main characteristic of the invention, an earthing switching section is arranged within the switching chamber, the movable earthing switching electrode of which is formed by the movable switching electrode 5 and its fixed earthing switching electrode by a contact element 9 which is arranged in the extended path of the movable switching electrode and is conductively connected to the metal housing 1 serving as an earth electrode . the closing of the earthing switching path is done by going beyond the off position and tension release position movement of the movable switch electrode 3 "so that a separate drive is not necessary for this task *
Das Ausführungsbeispiel nach Pig· 2 unterscheidet sich von ersterem im wesentlichen dadurch, daß die Leistungs- oder Lastschaltstrecke aus zwei über Durchführungen 12;13 durch das geerdete Metallgehäuse 10 geführten feststehenden Schaltelektroden 14 und einer als Schaltbrücke ausgeführten beweglichen Schaltelektrode 15, deren sie tragender Schaft aus Isoliermaterial besteht, aufgebaut ist. Als bewegliche Erdungsschaltelektrode dient wiederum die bewegliche Schaltelektrode 15i während die feststehende Erdungsschaltelektrode aus zwei in der verlängerten Bahn der beweglichen Schaltelektrode 15 angeordneten Kontaktelementen 19;19S von denen das eine (19) mit dem geerdeten Metallgehäuse 10 und das zweite (19 *) mit einer der feststehenden Schalte lektr öden 14-leitend verbunden ist, besteht. Das Schließen und öffnen der Erdungsschaltelektrode geschieht durch die bewegliche Schaltelektrode 15·The embodiment according to Pig · 2 differs from the former essentially in that the power or load switching path consists of two via bushings 12; 13 through the grounded metal housing 10 guided fixed switching electrodes 14 and designed as a switching bridge movable Switching electrode 15, whose shaft carrying it consists of insulating material, is constructed. As movable The grounding switching electrode is in turn used by the movable switching electrode 15i while the stationary grounding switching electrode of two contact elements 19; 19S of which are arranged in the extended path of the movable switching electrode 15 the one (19) with the grounded metal housing 10 and the second (19 *) with one of the fixed switching electrodes 14-conductive is connected, exists. The closing and opening of the Earthing switching electrode happens through the movable switching electrode 15 ·
Die übrigen Bezugszeichen der Pig. 2 betreffen Bauteile mit gleicher Punktion wie in Fig. 1. Auf eine wiederholende Beschreibung kann daher verzichtet werden·The remaining reference numbers of the Pig. 2 relate to components same puncture as in Fig. 1. For a repetitive description can therefore be dispensed with
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