DE2066119C2 - Vorrichtung zum selbsttätigen allpoligen Abschalten fehlerbehafteter Abzweigleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen allpoligen Abschalten fehlerbehafteter Abzweigleitungen, die über Trennschalter an eine Hauptleitung angeschlossen sind.

In ländlichen Gebieten erfolgt die Versorgung mk elektrischer Energie aus wirtschaftlichen Gründen in der Regel über Freileitungen mit einer Betriebsspannung von 10 kV bis 3OkV, welche von Natur aus atmosphärischen Einflüssen ausgesetzt sind und daher häufig Schäden mit länger andauernden Energieausfällen auftreten. Dieser Tatsache entsprechend wurden bereits verschiedene selektive Netzschutzsysteme entwickelt und im praktischen Netzbetrieb eingesetzt, wobei verschiedene Faktoren für die Auswahl und Anwendung derselben ausschlaggebend sind. Wegen der Übersichtlichkeit und der einfacheren Anwendung der Netzschutzsysteme werden Mittelspannungsnetze vorwiegend als sogenannte Stern- oder Strahlennetze betrieben, wobei von einem Netzknotenpunkt aus über Leistungsschalter mit entsprechender Schutzeinrichtung die einzelnen Hauptstränge zu den Netzstationen führen. Außerdem zweigen vielfach von den Hauptleitungen untergeordnete Ab2weigleitungen ab und führen zu entlegenen Verbraucherstellen. Diese schutztechnisch schwer erfaßbaren Abzweigleitungen bringen dem Versorgungsunternehmen und den Energieverbrauchern im Störungsfall erhebliche Ausfallzeiten, bis die Fehlerstelle geortet oder durch umfangreiche Schaltvorgänge eingegrenzt ist. Eine Unterteilung der Versorgungsnetze in kleine Sektionen, um damit die selektive Abschaltung störbehafteter Netzteile mit Leistungsschaltern zu beherrschen, erfordert einen erheblichen Kostenaufwand für die Anschaffung der Apparate und die Unterbringung derselben in geeigneten Schaltanlagen.

Eine Vorrichtung eingangs genannter Art ist aus der CH-PS 3 46 600 bekannt Sie weist ein kompliziertes ungeschütztes Gestänge auf, an dem man nicht ohne weiteres erkennen kann, ob der Trennschalter geöffnet oder geschlossen ist

Der Erfindung liegt dalier die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung dieser Art anzugeben, deren Gestänge einfach aufgebaut ist, geschützt ist und an der man ohne Schwierigkeit erkennen kann, ob der Trennschalter geöffnet oder geschlossen ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 einen Grundriß eines zur erfindungsgemäßen Vorrichtung gehörenden Kunststoffgehäuses,

Fig.2 einen Aufriß des in Fig.l dargestellten Gehäuses,

Fig.3 eine Vordsransicht des Gehäuses nach den Fig. 1 und 2,

Fig.4 bis 6 verschiedene Stellungen eines Trennschalters in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Vorrichtung besteht aus drei einpoligen, isolierten, freiluftbeständigen Kunststoffgehäusen 1, weiche untereinander durch ein vollisoliertes Verbindungsgestänge 2 zu einer dreipoligen Einheit verbunden sind.

In jedem einpoligen Kunststoffgehäuse 1 ist, wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich, eine mit Isolieröl gefüllte Schaltkammer 3, eine Ausschaltfeder 4, eine Einschaltvorrichtung 5 und eine Schaltungsanordnung 6 untergebracht Die Schaltungsanordnung 6 umfaßt im wesentlichen eine Auslösespule mit Hauptstromwindung oder ein Hauptstromrelais, das als Selektivelement für Überstromanregung vorgesehen ist. Zur Ausschaltverzögerung ist ein mechanisches Zeit- und Auslöserelais mit einer Laufzeit von ca. 10 Sekunden eingebaut Ein über einen Lochscheibenstromwandler angeregtes Verriegelungsglied (Stromrelais) verhindert bei einer wiederkehrenden Spannung oder bei einer Anregung durch Überstrom ohne Netzausfall, daß der davon betroffene Versorgungsteil abgetrennt wird. Die vorgesehene Einschaltvorrichtung 5 ermöglicht das Einschalten eines in der Schaltkammer 3 angeordneten Lastschalters, dessen Schaltklaue mit 14 bezeichnet ist.

Die Einschaltvorrichtung 5 besteht aus einer glasfaserverstärkten Schubstange 8 einer Parallelführung 9 zur Verhinderung einer Verdrehung der Schubstange 8 und einer schwenkbar mit der Schubstange 8 verbundenen Lasche 10, die fest mit einer Welle 15 verbunden ist, die die Schaltklaue 14 trägt. Auf dieser Welle 15 ist außerhalb der Schaltkammer 3, wie dies aus F i g. 1 ersichtlich ist, die Ausschaltfeder 4 angeordnet, die bei in das Gehäuse eingeschobener Schubstange 8 vorgespannt ist. Die Schubstange 8 ist durch eine mit 16 bezeichnete Einschaltverklinkung gesichert, so daß die Ausschaltfeder 4 gespannt bleibt. Diese Einschaltverklinkung, die im wesentlichen aus einem an der Schubstange angeordneten Raster und einer durch die Schaltungsanordnung 6 betätigbaren Sperrklinke be-

steht, ist außer durch die jeweils zugeordnete Schaltungsanordnung 6 auch über das Verbindungsgestänge 2 auslösbar, falls in einem der drei durch das Verbindungsgestänge 2 verbundenen, einpoligen Gehäuse eine Einschaltverklinkung durch die entsprechende Schaltungsanordnung 6 ausgelöst wird Aus den F i g. 4 bis 6 ist die Zuordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu einem Trennschalter dargestellt,

Fig.4 zeigt einen Trennschalter 11 im ausgeschalteten Betriebszustand mit der eingeschalteten Vorrichtung, die nachfolgend als Zusatzschaltvorrichtung 12 bezeichnet wird.

Fig.5 zeigt den betriebsmäßig eingeschalteten Trennschalter 11 und die in der Einschaltstellung verriegelte Zusatzschaltvorrichtung 12.

Fig.6 ist der betriebsmäßig eingeschaltete Trennschalter 11 und die ausgeschaltete Zusatzschaltvorrichtung 12 dargestellt, wobei der ausgeschaltete Zustand durch die aus dem Kunststoffgehäuse 1 herausragende, aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehende Schubstange 8 erkennbar ist.

Aus den F i g. 4 bis 6 geht hervor, daß die Einschaltung des in Reihe mit den Strombahnen des Trennschalters liegenden Zusatzschalters nur durch den Andruck von schwenkbar angebrachten Isolatoren 13 des Trennschalters 11 erfolgt und daß kein zusätzliches Antriebselement dadurch zur Inbetriebsetzung erforderlich ist Der Aufbau des gesamten Systems ist so getroffen, daß bei einer selbsttätigen Auslösung durch die Schaltungsanordnung 6 die Einschaltvorrichtung 5 frei und unbehindert aus dem Kunststoffgehäuse 1 ausfahren kann.

Im folgenden soll nun die Wirkungsweise der Vorrichtung im Zusammenhang mit einem Trennschalter im Mittelspannungsnetz beschrieben werden.

Das Einschalten der Schaltklaue 14 der Zusatzvorrichtung 12 und das Spannen der Ausschaltfeder 4 erfolgen durch das normale betriebsmäßige Ausschalten des Abzweigschalters. Bei diesem Schaltvorgang wird mit der beweglichen Stützerreihe oder den Isolatoren 13 die Einschaltvorrichtung 5 an der Zusatzschaltvorrichtung 12 betätigt, wobei die Schubstange 8 die Schaltklaue 14 über die Lasche 10 in das entsprechende Hauptkontaktstück drückt, worauf die Schubstange in der vorgespannten Lage durch die Einschaltverklinkung, die heim Einschieben der Schubstange einrastet, verriegelt ist Dann erfolgt das betriebsmäßige Einschalten des Abzweiges mit dem als Trennschalter dienenden Abzweigschalter.

Der Einschaltstromstoß einer leerlaufenden Freileitung regt bereits beim Einschalten des Abzweiges die Stromstoßrelais an und verriegelt dadurch den Auslösemechanismus in der Schaltungsanordnung 6. Überstromauslöser und Zeitrelais werden nicht betätigt; die Zusatzschaltvorriciitung 12 bleibt eingeschaltet und verriegelt.

Fließt im Leitungsabzweig ein Kurzschlußstrom, der größer ist als der am Hauptstromrelais eingestellte Ansprechstrom, so zieht ein Magnetanker in der Schaltungsanordnung 6 an, entriegelt das Stromstoßrelais und re&t gleichzeitig ein Zeitwerk an. Solange aber der Kurzschlußstrom fließt, bleibt das Hauptrelais und daher auch das Zeitrelais in Anregestellung und gesperrt. Die Zusatzschaltvorrichtung 12 kann nicht selbsttätig abschalten.

Fällt der Überstrom ab, und zwar durch selbsttätiges Löschen des Fehlers, läuft das Zeitwerk ab, der Auslöseimouls aber wird durch das bereits wieder angeregte Stromrelais aufgefangen und gesperrt, wodurch die Abzweigleitung eingeschaltet bleibt

Fällt der Überstrom ab, und zwar infolge eines selbsttätigen Loschens des Fehlers durch kurze Unterbrechung mit dem Leistungsschalter in der Einspeisestelle, so läuft gleichfalls das Zeitwerk ab; der Auslöseimpuls wird von dem durch wiederkehrenden Stromfluß angeregten Stromstoßrelais aufgefangen und gesperrt, wodurch die Abzweigleitung eingeschaltet

ίο bleibt

Bleibt nach einer erfolglosen Kurzunterbrechung der Fehler bestehen oder ist überhaupt keine Kurzunterbrechungseinrichtung vorhanden, so schaltet der Einspeiseleistungsschalter endgültig ab. Das Zeitwerk, angeregt durch das Hauptstromrelais, läuft innerhalb der eingestellten Zeit ab und überträgt den Auslöseimpuls, welcher durch das entriegelte Stromstoßrelais nicht mehr gesperrt ist, über einen in der Schaltungsanordnung 6 vorgesehenen Kraftspeicher zur Einschaltverklinkung und hebt diese auf. Die Ausschaltfeder 4 bringt die Schaltklaue 14 in die andere Endsrellung. Gleichzeitig erfolgt die dreipolige Abschaltung der gesamten Vorrichtung über das isolierte Verbindungsgestänge 2. Die Abschaltung ist insbesondere an den aus den Kunststoffgehäusen herausragenden Schubstangen 8 erkennbar.

Um die den einschlägigen Sicherheitsvorschriften entsprechende Öffnungsstrecke zu erhalten, wird für die Zeit der Störungsbehebung der Trennschalter 11 in seine betriebsmäßige Ausschaltstellung gebracht und somit die Zusatzschaltvorrichtung 12 beim Umlegen der Isolatoren 13 für eine Wiederinbetriebnahme der Abzweigleitung vorbereitet, da, wie aus F i g. 4 ersichtlich, die Isolatoren die Schubstangen 8 wieder in das Gehäuse einschieben und dabei den jeweiligen in der Schaltkammer 3 vorgesehenen Lastschalter einschalten und dabei die entsprechenden Ausschaltfedern 4 vorspannen.

Ist an einem Hauptstrang der Leistungsschalter in der Einspeisestelle mit Kurzunterbrechung ausgestattet, werden alle Kurzzeitfehler bereits beim ersten Zyklus der Kurzunterbrechung durch den vorgeschalteten Leistungsschalter beseitigt Liegt der Kurzzeitfehler nach einem mit einer Ausschalteinrichtung ausgerüsteten Schalter, wird die eingebaute Rnlaiseinrichtung angeregt und das eingebaute Zeitrelais läuft ab. Durch den wiederkehrenden Betriebsstrom sperrt ein Stromstoßrelais den Ausiöseimpuls nach Ablauf des Zeitrelais und verhindert dadurch ein selbsttätiges Abschalten des

so bereits wieder fehlerfreien Leitungsabzweiges. Ist keine Kurzunterbrechung vorhanden oder bei einem Langzeitfehler, entscheidet für den weiteren Verlauf dij Störungsart und die Fehlerstelle.
Bei einem Langzeitfehler auf einem mit einer Zusatzschaltvorrichtung 12 ausgerüsteten Leitungsabzweig schaltet der Einspeiseleistungsschalter definitiv ab. Gleichzeitig regt der Kurzschlußstrom das in der Zusatzschaltvorrichtung 12 eingebaute Hauptstromrelais an, welches eiren Auslöseimpuls mechanisch auf ein Zeitrelais und ein Stromstoßrelais überträgt. Innerhalb eines einstellbaren Zeitintervalles schaltet die Zusatzschaltvorrichtung automatisch den störbehafteten Leitungsabzweig ab. Der fehlerfreie Netzteil wird gemäß einer vorbestimmten Pause in der Regel nach etwa ein bis drei Minuten ai .'omatisch oder von Hand eingeschaltet.

Bei einem Langzeitfehler auf der Hauptleitung oder auf nicht geschützten Abzweieleituneen schaltet der

Einspeiseleistungsschalter definitiv ab. Nach einer Pause von etwa ein bis drei Minuten erfolgt eine Nachschaltung. Bleibt der Fehler bestehen, vollzieht der Leistungsschalter die endgültige Abschaltung des gesamten angeschlossenen Netzteils.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum selbsttätigen, allpoligen Abschalten fehlerbehafteter Abzweigleitungen, die über Trennschalter an eine Hauptleitung angeschlossen sind, gekennzeichnet durch ein entweder auf feststehenden Stützisolatoren des Trennschalters (11) oder auf zusätzlich angebrachten Isolatoren unmittelbar an solchen Schaltern in Reihe ι ο mit den Strombahnen derselben angeordnetes, einpoliges, vollisoliertes Kunststoffgehäuse (1), aus dem eine isolierte, insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehende, Schubstange (8) herausragt, die zum Vorspannen einer Ausschaltfe- is der (4) dient und einen Raster aufweist, der zusammen mit einer durch eine Schaltungsanordnung (6) betätigbaren Sperrklinke eine Einschaltverklinlcung (16) bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, «daß die Schubstange (8) durch eine Parallelführung (9) gegen Verdrehen gesichert ist und über eine schwenkbar angreifende Lasche (10) auf eine durch die Ausschaltfeder (4) vorbelastete Schaltklaue (14) einwirkt, die eine mit der Lasche (10) fest verbundene Schaltwelle (15) aufweist

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (8) nach dem Auslösen der Einschaltverklinkung (16) bei der Ausschaltbewegung des Trennschalters (11) durch einen bewegbaren Isolator (13) desselben in vorgespannter Lage in das Kunststoffgehäuse (1) einschiebbar ist