DE2101402A1

DE2101402A1 - Trennvorrichtung fur Hochspannungsan lage mit Isolierung durch ein flüssiges oder gasformiges Dielektrikum anstelle von unter atmosphärischem Druck stehender Luft

Info

Publication number: DE2101402A1
Application number: DE19712101402
Authority: DE
Inventors: Vilhers sur Marne VaI de Marne; Boudiak Jean Pierre Gagny Seine Saint-Denis; Bokshorn (Frankreich)
Original assignee: COQ FRANCE P
Current assignee: COQ FRANCE P
Priority date: 1970-01-14
Filing date: 1971-01-13
Publication date: 1971-07-22
Also published as: DE2101402C3; CH530080A; DE2101402B2; US3646284A; FR2076401A5; NL7100437A; BE761511A; GB1292757A

Description

■20.918/132-AV

DIPL..ING. H. LEINWEBER dipl-ing. H. ZIMMERMANN MUiKfMn2,Ros«ntal7,

T.i.-Adr. Telefon

den 13, Januar 1971

Unter Zeichen

GOQ-FRANGE, Soc.An., Pantin (Seine Saint-Denis), Frankreich

Trennvorrichtung für Hochspannungsanlage mit Isolierung durch ein flüssiges oder gasförmiges Dielektrikum anstelle von unter atmosphärischem Druck stehender Luft

Die Erfindung betrifft eine Trennvorrichtung für elektrische Anlagen sehr hoher Spannung, die in einem gasförmigen oder flüssigen Dielektrikum, das ein anderes ist als unter atmosphärischem Druck stehende Luft isoliert sind.

Im Gegensatz zu den Anlagen, die durch unter atmosphärischem Druck stehende Luft isoliert sind, kann bei den genannten Anlagen bekanntlich der Begriff des Öffnungsabstandes nicht als Kriterium für die Sicherheit gelten. Diese Sicherheit würde nämlich von der Durchschlagsfestigkeit des Isoliermediums abhängen, die durch ein unvorhergesehenes Ereignis, wie das Ausströmen von Gas, Verschmutzung der Flüssigkeit usw. ganz plötzlich beeinträchtigt werden kann.

Y/eiterhin ist der Öffnungsabstand in den abgeschirmten Anlagen, bei denen diese Art der Isolierung verwendet ist, im allgemeinen nicht sichtbar.

Für eine verstärkte Sicherheit ist gemäß der französischen Norm UTE G 64 160 ADD I in Offnungsstellung die Verwendung

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; von baulichen Vorkehrungen (Ausbildung eier Teile, Schutzring, j an Masse gelegte Metallabschirmung usw.) vorgeschrieben, damit j Zündungen oder Kriechströme nur an der Masse auftreten können, I ungeachtet des Zustandes der dielektrischen Massen uncider Wellen- \ form der den Öffnungsabstand beaufschlagenden Spannungen.

Es sind mehrere Lösungen dieses Problems bekannt:

• Bei einem bekannten Trenner ( französische Patentschrift ! 1 375 899) hat dieser eine lineare Bewegung und einen abgej dichteten Metallschieber, der sich selbsttätig zwischen die

j Kontakte der Trennvorrichtung einschiebt, nachdem di-jr-; ihre ; Öffnungsbewegung durchgeführt hat.

Ein anderer bekannter Trenner (französische Patentschrift 1 348 593) besteht aus drei isolierenden, kegelstumpfförrni^en Querstreben, von denen zwei starr sind und die dritte um eine Achse drehbar ist. Letztere ist durch einen Zahnradmechanismus angetrieben und übersetzt ihre eigene Drehbewegung in eine Translationsbewegung einer Kontaktstange, die den Trennvorgan^ durchführt. Nach Beendigung der Öffnungsbewegung durch eine

j zweite Bewegung greift ein nicht bb;;?dichteter Metallschirm j zwischen die getrennten Kontakte ein.

: In einem weiteren bekannten Trenner (französische Patentj schrift 1 534 617) ist keine Abschirmung verwendet, sondern die Kontaktstange der in "Öffnungsstellung" befindlichen Trenn™ vorrichtung wird durch ein getrennt vorgesehenes Organ syT-sttätig an Erde gelegt. Dies wird durch ein besonderes Konsti'ukt.: nsmerkmal ermöglicht, daa auf der Doppeltrennung und dav Verwendung einer Isolierwandung beruht, die ^leich^eitl ■ ^ mechanischer Träger dient.

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Diese drei Lösungen sind verhältnismäßig kompliziert und _;

kostspielig und "bedingen mindestens zwei Organe für das Trennen j

und Eingreifen der Schutzvorrichtung. Diese beiden Organe müs- j sen einander zugeordnet und gegenseitig verriegelt werden. ;

Gemäß der Erfindung ist eine völlig andere Lösung vorge- j

schlagen, wonach die beiden Funktionen, also das Trennen und I

i das Anordnen der Schutzvorrichtung, durch ein- und dasselbe |

Organ - und zwar in einer einzigen Bewegung - vorgenommen werden;

i kann, das einfach aufgebaut und wirtschaftlich ist. j

Die erfindungsgemäße Trennvorrichtung für eine elektrische Anlage sehr hoher Spannung umfaßt einen metallischen Be- ; halter zur Aufnahme des Dielektrikums, mindestens zwei Teile · für den elektrischen Kontakt, die jeweils über querverlaufende ^! Isolierteile mit einem außerhalb des zu trennenden Kreises ' liegenden, leitenden Element verbunden sind, mindestens eine \ geerdete Kontaktbacke, ein bewegliches Verbindungsteil, das die I zwei Kontaktteile des Stromkreises für eine ihrer Stellungen
miteinander verbindet' und für die andere Stellung an Erde leg- : bar ist, und die sich insbesondere dadurch auszeichnet, daß · das Organ einen metallischen Schutzteil aufweist, mit dem es i dauernd elektrisch verbunden ist, das in ErdSchlußstellung des I beweglichen Organs zusammen mit diesem als Erdpotential-Schutz- i abschirmung dient und zwischen die Kontaktteile eingreift.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der bewegliche Verbindungsteil eine drehbare Kontaktschneide, die vom Behälteräußeren her durch eine Welle aus elektrisch isolierendem j Material angetrieben ist; die Enden der Schneide legen sich für
eine bestimmte Stellung an die Kontaktteile und an mindestens
eine Erdschlußbacke für eine Winkelverschiebung dieses Organs

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an, wobei zumindest dessen Mittelabschnitt von einer einen Schutzteil bildenden Metallmasse umgeben ist.·

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird durch die Drehung der Kontaktschneide ein von außen sichtbares Signal betätigt. '

Nach einer Ausführungsform dieses Merkmals verstellt ■ das Ende der drehbaren Kontaktschneide zu dem Zeitpunkt, an dem ! sie den Erdkreiskontakt gewährleistet, einen vom Behälteräußeren! her sichtbaren Stößel und es erscheint ein Sichtsignal für die ; "Erdschlußstellung".

Die Kontaktschneiae kann den Stromkreis einer Schwachstromquelle schließen, in den eine Stromdetektorvorrichtung ι für die Erdschlußstellung eingeschaltet ist, die beispielsweise : aufleuchtet. ^:

Gemäß einer anderen Ausführungsform dieses Merkmals ist die isolierende Welle hohl und in ihrem Innern ist eine zweite koaxial dazu verlaufende Welle angeordnet; die beiden Wellen j sind unabhängig voneinander fest mit der drehbaren Kontakt- | schneide verbunden. Die zweite Welle, die über den Behälter hinausragt, trägt einen Index, der die Stellung der Kontaktschneide angibt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der die Trennvorrichtung enthaltende metallische Behälter anderen Behältern, die ebenfalls ein Dielektrikum enthalten, elektrisch zugeordnet sein.

Eine andere Ausführungsform dieses Merkmals besteht darin, daß die Behälter, die an einen die Trennvorrichtung enthaltenden Behälter angrenzen, ein anderes Dielektrikum enthalten können als das in diesem Behälter befindliche.

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Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält zumindest < einer der Behälter, die an einen die Trennvorrichtung ent- ^! haltenden Behälter angrenzen, das gleiche Dielektrikum wie das in diesem letzteren Behälter befindliche, wobei der oder die i betreffenden Behälter untereinander durch einen Kanal verbunden j sind, in dessen Verlauf ein Unterbrechungsschieber eingeschaltet

ist.

Gemäß einem anderen Merkmal deiferfindung ist zumindest ein metallischer Filter in den zwei Behälter miteinander ver- : <ü

bindenden Kanal eingeschaltet. '

i Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung;

ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Trennvorrichtung gemäß der Erfindung längs der Drehachse der Kontaktschneide,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Trennvorrichtung bei L^nie I-I der Fig. 1 in Schließstellung des Stromkreises,

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 in Öffnungsstellung des Stromkreises, * j

Fig. 4 eine Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 3, dieJ hinsichtlich der Steuereinrichtungen für die Drehung J der Kontaktschneide abgewandelt ist, und j

Fig. 5,6 und 7 Teilstücke einer mit der Vorrichtung gemäß ' der Erfindung versehenen elektrischen Anlage, deren \ Behälter ggfls. mit anderen das gleiche Dielektrikum enthaltenden Behältern in Verbindung steht.

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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die erfindungsgemäße Trennvorrichtung in einen dichten Behälter A eingebracht, der das Dielektrikum enthalten kann und aus einem in diesem Fall nahezu runden metallischen Körper 1 besteht, der zwei einander diametral entgegengesetzte Öffnungen 1a und 1b hat, die durch zwei querverlaufende Isolierteile 2a bzw. 2b verschlossen sind. Jedes der Isolierteile trägt einen Kontakt 3a bzw. 3b, der über einen Leiter 4 mit einem Element des zu trennenden Kreises, z.ß. 5 bzw. 6, verbunden ist.

Die Kontaktteile 3a und 3b sind einander diametral entgegengesetzt angeordnet. Eine isolierende Welle 7 dreht sich in den gegenüberliegenden Seitenwänden des Körpers 1 und ist fest mit einer Kontaktschneide 8 verbunden, die in einer ihrer Stellungen mit ihren Enden 8a und 8b in die Kontakte 3a bzw. 3b eingreift, so daß der Stromkreis zwischen den Elementen 5 und 6 geschlossen ist.

Die isolierende Welle 7 kann durch jedes geeignete, z.3. mechanische, hydraulische etc. Betätigungsmittel angetrieben werden.

In einer senkrecht zur Ebene der Kontakte 3a und 3b stehenden Ebene trägt der Körper 1 mindestens eine elektrisch mit Erde T verbundene Kontaktbacke 10, die eines der Enden 8a oder 8b festklemmt, damit sich dieses - in diesem Fall um 90°- in Bezug auf die Anschlußstellung der Kontakte 3a und 3b drehen kann.

Gemäß der Erfindung trägt der Mittelteil der Kontaktschneide 8 eine Metallmasse, die mit der Kontaktscbnside β j bleibend elektrisch verbunden ist und einen Schutzteil Ί1 zwi- ι sehen den Kontakten 3a und 3b bildet, so daß bei öfinuagsstellunfe

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des Stromkreises die Form dieses Schutzteils 11 in Kombination

mit der Form der Erdpotential aufweisenden Kontaktschneide 8 jedes unmittelbare Überspringen zwischen den Kontakten 3a und 3b verhindert und gleichgültig, was sich für ein innerer zufälliger Lichtbogen bildet, kann nur eine Erdzündung stattfinden.

Der Schutzteil 11 dient auch als Ablenkplatte für die isolierende Welle 7, weil er eine geeignete Verteilung des Potentials gewährleistet.

Bekanntlich ist vorgeschrieben, ein visuelles Signal für die Stellung der Anschlußorgane vorzusehen, das insbesondere an-l gibt, wenn der Stromkreis geöffnet und die Vorrichtung geerdet J

ist. . j

ί Es muß jedoch befürchtet v/erden, daß nach den Belastungen

eine Anschlußlücke zwischen der Welle 7 und der Kontaktschneide 8 vorhanden ist und daß so ein fehlerhafter Anschluß es einem am freien Ende der Welle 7 befindlichen Index erlauben würde, das Öffnen des Stromkreises anzuzeigen, während die Kontaktschneide 8 noch in die Kontakte 3a und 3b eingreifen würde, oder zumindest noch nicht die Erdschlußstellung erreicht hätte, in der ihr Ende 8a in die Klemme 10 eingreifen soll.

Um sich dieser Stellung der Kontaktschneide vergewissern zu können, wirkt gemäß der Erfindung das Ende 8a auf einen Stößel 12 ein, der in Bezug auf den Körper 1 verschiebbar ist und dessen freies Ende 12a außerhalb des Körpers 1 sichtbar ist.

Selbstverständlich kann der Stößel 12 das Öffnen des Stromkreises und den Erdschluß der Vorrichtung nur dann anzeigen wenn das Ende 8a tatsächlich in die Backe 10 eingreift.

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V/ie aus Fig. 4 ersichtlich, kann in einer der Backen 10a j ein Kontaktteil 12a vorgesehen sein, der von der Masse isoliert \ und mit einem Stromkreis sehr niedriger Spannung verbunden ist, '*■ der beispielsweise von einer Zelle 13 gespeist ist und einen j Stromdetektor, z.B. eine Birne 14, enthält. Dieser Stromkreis f wird in ErdSchlußstellung der drehbaren Kontaktschneide über j eben diese Schneide und einen mit der Masse verbundenen und
diametral entgegengesetzt zum Kontaktteil 12a angeordneten Kon- _] taktteil 12b geschlossen und wirkt auf diese Weise als strombetriebener Blinker. :

Eine andere Lösung stellt die Ausführungsform gemäß Fig.1 dar, wonach die Welle 7 hohl ist und eine zweite koaxial dazu ί verlaufende Welle 15 aufnimmt, die an ihrem freien Ende 15a
einen Index 16 trägt. Die Wellen 7 und 15 sind getrennt vonein- . ander über ein Verbindungsorgan, beispielsweise Stifte 17, ■ mit der Kontaktschneide 8 verbunden. Auf diese Weise erhält man ' selbst bei Bruch der Welle 7 eine genaue Anzeige durch den Indes}, weil die Welle 15 die wirkliche Stellung der Kontaktschneide 8 j fehlerlos anzeigt.

Der Behälter A kann in unterschiedlichen Kombinationen
mit entsprechenden oder unterschiedlichen Behältern verwendet ι werden.

Auf allen Figuren ist ersichtlich, daß querverlaufende
Isolierteile 2a und 2b den Behälter A von den zwei angrenzenden Behältern B und G trennen. j

Dadurch, daß jeder Behälter separat abgedichtet ist,
kann in jedem Behälter ein anderes Dielektrikum eingebracht J werden. Es kann aber auch von Vorteil sein, einen oder mehrere !

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Behälter derart miteinander zu verbinden, daß sie zumindest zu einem bestimmten Zeitpunkt kommunizieren. Eine solche Verbindung kann .vorteilhafterweise ausjeinem Kanal 18 mit geeignetem Querschnitt bestehen. Dieser kann von einem Schieber 19, beispielsweise einem Dreiwegschieber, abhängig gemacht sein.

In der Stellung gemäß Fig. 5besteht die Möglichkeit, die isolierenden Massen A und B zu speisen und diese in Verbindung miteinander zu bringen. In der Stellung gemäß Fig. 6 können durch Speisen des Behälters A die Behälter pneumatisch isoliert werden. In der Stellung gemäß Fig. 7 können die Behälter durch Speisen des Behälters B pneumatisch isoliert werden.

Diese Möglichkeiten erlauben einen leichteren und völlig sicheren Zutritt zu einem der Behälter, während der andere im Betrieb bleibt.

Der Kanal 18 kann auch mit einem Absperrschieber 20, iner Rückschlagklappe 21 und einem Ablaufschieber 22 versehen sein. Weiterhin kann derjenige Abschnitt des Kanals 18, der zu den Behältern A und B Zutritt hat, einen Filter 23 aus porösem Metall aufweisen, der falls sich einmal im Behälter A ein Lichtbogen bildet, ein Ausdehnen der Heißgase ermöglicht, die im festen Zustand befindlichen Verbrennungsprodukte jedoch nicht durchläßt.

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INSPECTED

Claims

Patentansprüche :

V^ 1^Fr enn vorrichtung für unter sehr hoher Spannung stehende elektrische Anlage, mit einem metallischen Behälter zur Aufnahme des Dielektrikums, mindestens zwei Kontaktstücken, die jeweils über querverlaufende Isolierteile mit einem außerhalb des zu trennenden Kreises angeordneten leitenden Element verbunden sind, mindestens einer geerdeten Kontaktbacke und einem beweglichen Verbindungsteil zum Verbinden der beiden Kontakte des Kreises in einer ihrer Stellungen, der für die andere Stellung an Erde legbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil (8) einen metallischen Schutzteil (11) trägt, mit dem er bleibend elektrisch verbunden ist und der bei Erdschlußstellung des beweglichen Organs gemeinsam mit diesem unter Eingriff zwischen die Kontakte als Erdpotential-Schutzschirm dient.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, J daß das bewegliche Verbindungsorgan eine drehbare Kontaktschneide (8) ist, die vom Äußeren des Behälters (A) her durch j eine Welle (7) aus elektrisch isolierendem Werkstoff angetrieben ist, wobei sich die Enden (8a.Sb) der Kontaktschneiden ι für eine bestimmte Stellung an die Kontakte (3a,3b) und nach einer Winkelverstellung des Verbindungsorgans an mindestens eine Erdschlußbacke (10) anlegen, und wobei mindestens eier Mittelabschnitt des Verbindungsorgans von der einen Schutel^M bildenden Metallmasse (11) umschlossen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge'-v^n^l daß die sich drehende Kontaktschneide (8) ein von eu^;3en her

sichtbares Signal betätigt.

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•AD ORIGINAL
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (8a) der sich drehenden Kontaktschneide (8) bei Erdschluß einen vom Behälteräußeren her sichtbaren Stößel (12) betätigt zum Erzeugen eines Erdschlußstellungssignals.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschneide (8) den Stromkreis einer Quelle für Schwachstrom schließt, in den eine Stromdetektorvorrichtung (14) eingeschaltet ist, die beispielsweise bei Erdschlußstellung ein Lichtzeichen abgibt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Welle (7) hohl ist und in ihrem Inneren eine zweite koaxial zu ihr angeordnete Welle (15) aufnimmt, daß die zwei Wellen einzeln fest mit der drehbaren Kontaktschneide (8) verbunden sind, und daß die über den Behälter hinausragende zweite Welle (15) einen Index (16) trägt, der die Stellung der Kontaktschneide angibt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Behälter (A) zur Aufnahme der Trennvorrichtung anderen, ebenfalls ein Dielektrikum enthaltenden Behältern (B,C) zugeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den die Trennvorrichtung enthaltenden Behälter (A) angrenzenden Behälter (B,C) ggfls. ein anderes Dielektrikum enthalten als das im Behälter (A) befindliche.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet _r
daß mindestens einer der an den die Trennvorrichtung ent- j

haltenüen Behälter (A) angrenzenden Behälter (B,C) das gleiche \ Dielektrikum enthält wie das im Behälter (A) befindliche, und J daß der oder die Behälter durch einen Kanal (18) miteinander | verbunden sind, in dessen Verlauf ein Abschaltschieber (20)
eingeschaltet ist*
10. Vorrichtung nach Ansprach 9» dadurch gekennzeichnet, ί daß mindestens ein metallischer Filter (23) i» den zwei Behälter miteinander verbindenden KaDaI (18) eingeschaltet ist. |

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