DE2211463A1

DE2211463A1 - Erdungsvorrichtung für elektrische Anlage in leitendem Gehäuse

Info

Publication number: DE2211463A1
Application number: DE19722211463
Authority: DE
Inventors: Jacques Lyon Fournier (Frankreich)
Original assignee: Cegelec SA
Current assignee: Cegelec SA
Priority date: 1971-03-18
Filing date: 1972-03-09
Publication date: 1972-09-21
Also published as: JPS5538795B1; US3761651A; CA962353A; IT950248B; GB1385501A; FR2129885B1; FR2129885A1

Description

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DELIE-ALSTHOM 130, rue Leon Blum, 69 - VILLEUHBATmE (Prankreich)

ERDTMGSVORRICHTIMG FÜR ELEKTRISCHE ANLAGE IN LEITENDEM GEHÄUSE

Die Erfindung "betrifft die Erdung einer elektrischen Anlage, insbesondere einer Hochspannungsanlage, deren Schaltgeräte in einem leitenden Gehäuse untergebracht sind.

Die bekannten Erdungsvorrichtungen weisen in der Regel eine von einer zugeordneten Einrichtung gesteuerte Schaltstange oder ein Schaltmesser auf, womit die Erdung an einer bestimmten Stelle der Anlage vorgenommen werden kann. Je nachdem, ob ein bestimmtes Einschaltverm'ögen gefordert wird oder nicht, erfolgt die Betätigung schnell oder langsam. Bei einer grossen elektrischen Anlage sind sehr viele Stellen zu erden, und wenn an jeder Stelle eine Erdungsvorrichtung üblicher Bauart angebracht wird, so machen deren Kosten einen beträchtlichen Teil des Anlagenpreises aus.

Die Erfindung ermöglicht eine Senkung dieser Kosten. Sie geht davon aus, dass eine in einem leitenden

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Gehäuse befindliche elektrische Anlage an mehreren zu erdenden Stellen feststehende Kontakte aufweist, die mit Hilfe von Verbindungsteilen, welche jeweils ein von einer Betätigungsvorrichtung gesteuertes bewegliches Kontaktstück aufweisen, an Erde gelegt werden. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsteile abnehmbar und in geringerer Anzahl als Erdungsstellen vorhanden sind und zumindest sämtliche Betätigungsteile sowie ein Teil des beweglichen Kontaktstücks aufweisen und auf einer Öffnung des leitenden Gehäuses angebracht werden, wonach sie das bewegliche Kontaktstück in den von dem leitenden Gehäuse begrenzten Raum einführen, bis es mit einem der feststehenden Kontakte in Eingriff gelangt.

Vorzugsweise wird zumindest an bestimmten Stellen, an denen eine Erdung vorzunehmen ist, ausser dem feststehenden Erdungskontaktstück ein beweglicher Kontaktfinger vorgesehen, und der übrige Teil des beweglichen Kontaktstücks und die zugeordnete Betätigungsvorrichtung bilden ein abnehmbares Geräteteil. Dieses unabhängige Geräteteil wird auf den Ansatz des beweglichen Kontaktstücks zur Herstellung des Erdanschlusses aufgesetzt und legt.die betreffende Stelle an Erde. Die Betätigungsvorrichtung kann von Hand oder elektrisch gesteuert werden und langsam bzw. schnell arbeiten. Eine grosse elektrische Anlage ist daher mit einer grossen Anzahl von beweglichen Kontaktstückansätzen und nur mit einer bzw, nur · sehr wenigen Betätigungsvorrichtungen versehen. Diese Vorrichtungen sind nur an den Stellen fest angebracht, die sehr oft an Erde gelegt werden.

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Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind im. einzelnen an Hand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein die elektrischen Geräte enthaltendes Metallgehäuse teilweise im Schnitt senkrecht zur Achse an einer Erdungsstelle, und zwar lediglich den festen Erdungskontakt, den beweglichen Kontaktansatz und dessen Sitz,

Pig. 2 zeigt im Schnitt ein abnehmbares Geräte— teil zur Herstellung der Erdverbindung des feststehenden Kontakts, das mit einer Vorrichtung zum schnellen Schliessen durch eine durch einen Anschlag freigegebene Feder versehen ist.

Fig. 3 zeigt ebenfalls im Schnitt das auf dem Metallgehäuse angebrachte Geräteteil, wobei die Anlage geerdet ist.

Fig. 4 zeigt eine Ansicht im Schnitt einer ab-'gewandelten Ausführung des abnehmbaren Geräteteils mit einer von einer Feder betätigten Vorrichtung zum schnellen Schliessen und Offnen sowie mit einer Kippvorrichtung mit Todpunktlage.

Fig. 5 zeigt im Schnitt eine abgewandelte Ausfuhrungsart des abnehmbaren Geräteteils mit einer mit einer Schraube betätigten Vorrichtung zum langsamen Schliessen und Offnen.

Fig. 6 zeigt im Schnitt eine abgewandelte Ausftihrungsart des abnehmbaren Geräteteils mit einer durch einen

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Sprengstoff aufgelösten Schnellschliess-Vorrichtung.

In Fig. 1 wird ein bei Normalbetrieb unter Spannung stehender Leiter 1 von nicht veranschaulichten Isolierstücken im Innern eines geerdeten Metallgehäuses 2 gehalten, von dem er durch ein eine hohe Durchschlagsfestigkeit aufweisendes Druckgas, beispielsweise Schwefelhexafluorid, isoliert ist, das den Raum zwischen dem Leiter und der Gehäusewand ausfUllt. Der Leiter 1 trägt ein festes Kontaktstück 3 der Erdungsvorrichtung. Am Gehäuse 2 ist vorzugsweise durch Schweissem ein Vorsprung 4 angebracht, der bei Normalbetrieb durch einen mit einer dessen ständige Dichtheit gewährleistenden Dichtung versehenen Deckel 5 verschlossen ist» Im Vorsprung 4 befindet sich der Ansatz 7 der Erdungsvorrichtung, der in geschlossener Stellung mit dem feststehenden Kontakt 3 zusammenwirkt. Der Ansatz 7 hat ein mit einem Gewinde versehenes Teil 8, das die Verbindung mit der beweglichen Stange herstellt, die auf dem abnehmbaren Geräteteil sitzt und mit dem Betätigungsorgan der Erdungsvorrichtung verbunden ist« Eine Gleitdichtung 9 gewährleistet die zeitweilige Dichtheit zwischen dem Vorsprung 4 und dem beweglichen Teil der Erdungsvorrichtung bei dessen Betätigung. Während der Betätigung verhindert die Dichtung 9 ein Entweichen des Druckgases nach aussei!.

Dank des sich in Ruhestellung im Vorsprung 4 befindlichen Ansatzes 7 kann der Anschluss der Betätigungsvorrichtung und die Herstellung der Erdung unter Druck ohne

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merklichen Gasverlust ausgeführt werden. Wenn sich der Ansatz 7 in Ruhestellung nicht im Vorsprung 4 befindet, sondern Teil der auf dem abnehmbaren Geräteteil angebrachten beweglichen Stange ist, und wenn das Metallgehäuse ein anderes Gas als Luft unter Atmosphärendruck enthält, muss ein Verschluss oder dgl. vorgesehen werden, der bei der Betätigung zurückgeschoben wird. Eine solche Anordnung ist in der Hegel jedoch komplizierter; sie wird daher in den bevorzugten Ausführungsbeispielen nicht beschrieben. Der Halt des Ansatzes 7 wird folgendermassen gewährleisteti ein mit dem Ansatz 7 fest verbundener Anschlagflansch 10 verhindert, dass der Ansatz unter der Wirkung des Innendrucks bei Entfernung der-Abdeckung 5 nach aussen geschleudert wird. Im übrigen wird der Ansatz 7 von der Reibdichtung 9 gehalten^ um zu verhindern, dass der Ansatz 7 aufgrund von Erschütterungen oder dgl. in das Gehäuse 2 fällt, wird durch eine in das Gewinde 8 des Ansatzes 7 hineingedrehte Schraube eine abnehmbare Gegenscheibe 11 am Vorsprung 4 angebracht.

Fig. 2 zeigt das abnehmbare Geräteteil 12, das bei der Erdung gegen die Abdeckung 5 ausgetauscht wird. Die in Längsrichtung bewegliche Stange 13 wird am Ansatz 7 mi}; Hilfe einer zweiten Stange 14 angebracht, die sich in der Stange 13 dreht und deren Gewinde 15 in das Gewindeteil 8 des Ansatzes eingreift, wenn das auf der Stange 14 sitzende Vierkantteil 16 gedreht wird. Zum Einschrauben der Stange 14 in den Ansatz 7 weist dieser eine nicht gezeigte Vorrichtung wie eine Rippe oder einen Stift auf, der sie auf dem Vorsprung 4 drehfest

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macht. Auf der Stange 13 ist bei 17 ein von einer Feder 20 bei 19 beaufschlagter Betätigungshebel 18 befestigt. Das Ende 21 der Feder ist an einer Mutter 22 befestigt, deren Verschiebung durch eine Schraube 23 gesteuert wird. Eine von einer Feder 25 gehaltene Klinke 24 hält, eine mit dem Hebel 18 kraftschlüssig verbundene Rolle 26. Eine Gleiiäiehtung 27 gewährleistet während der Erdung eine ausreichende Dichtheit zwischen dem Teil 12 und der Kontaktstange 13. Vor und während der Erdung wird das bewegliche Geräteteil 12 an die gemeinsame Erdleitung der Anlage mit Hilfe eines flexiblen Leiters 28 angeschlossen, wobei das Geräteteil seinerseits unter einen Gleitkontakt 29 mit der Kontaktstange 13 in Verbindung steht. Wenn oft geerdet wird, kann das Teil 12 fest auf dem Vorsprung 4 angebracht werden, und die Freigabe des Teils 24 bis 26 erfolgt mit Hilfe eines nicht dargestellten fernbetätigten Elektromagneten.

Die Erdungsvorrichtung arbeitet folgendermassens Vor der Erdung des Leiters 1 befindet sich die Anlage in der in Fig. 1 gezeigten Stellung. Zur Erdung wird die Abdeckung 5 und ggf. die Gegenplatte 11 des Ansatzes abgehoben und die Abdeckung 5 durch das Geräteteil 12 ersetzt. Mit Hilfe des Vierkantteils 16 wird das Gewindeteil 15 der Stange 14 in das Gewinde 8 des Ansatzes eingeschraubt, wodurch zwecks späterer Schliessung der Ansatz 7» die Kontaktstange 13 und die Gewindestange 14 miteinander verbunden werden. Sodann wird die Schraube 23 derart gedreht, dass die Mutter 22 in die Stellung nach Fig. 2 gelangt, wodurch die Feder 20 gespannt wird. Durch Betätigung

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der Klinke 24 wird die Rolle 26 freigegeben und die Feder 20 entspannt. Der mit der Stange 13 fest verbundene Ansatz 7 gelangt in den feststehenden Kontakt 3 und legt über den Gleitkontakt 29,das Teil 12 und den Leiter 28, den Leiter 1 an Erde»

Die Anlage "befindet sich dann im in Fig. 3 gezeigten Zustand. Zur Lösung der Erdverbindung wird die Schraube 23 so gedreht, dass sich die Hitter 22 nach rechts bewegt. Ein mit der Mutter 22 fest verbundener Stab 30 drückt den Hebel 18 nach rechts und bringt die Rolle 26 wieder auf die Klinke 24 zurück, indem sie ihn kippen lässt | die Klinke 24 wird nach beendigter Verschiebung der Rolle 26 von der Feder 25 in der in Fig. 2 gezeigten Stellung gehalten. Mit dieser Vorrichtung ist ein schnelles Schliessen und ein langsames Offnen der Vorrichtung möglich.

Eine nicht in den Zeichnungen veranschauliclrtie

Verriegelung verhindert die Spannung der Feder 20, wenn das Teil 12 sich nicht auf dem Vorsprung befindet5 ebenso verhindert sie das Anbringen des Teils 12 auf dem Vorsprung 4» wenn zuvor nicht die öffnung der Erdungsvorrichtung erfolgte.

Wach Fig.4 erfolgen die Anbringung des Teils 12 auf dem Vorsprung 4 und die Befestigung der Kontaktstange 13 am Ansatz 7 genauso wie in Fig. 2 und 3» jedoch ist der Klinkhebel durch ein Schwenkhebel ersetzt. Die Kontaktstange 13 wird Über eine bei 17 befestigte Schubstange durch den Hebel 18 betätigt. Die Feder 20 ist einerseits bei 19 am Hebel 18 befestigt der um den Punkt 31 drehbar ist, und andererseits bei 21 an der

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Mutter 22, deren Verschiebung durch, die Schraube 23 gesteuert wird. Ausgehend von der Stellung der durch die Mutter 22 befestigten Feder 20 wird durch Drehung der Schraube 23 die Mutter nach links in die Stellung 22· gebracht und die Feder in den Stellungen 19> 20', 22' gespannt, dessen Achse dann durch den Drehpunkt 31 des Hebels 18 geht. Bei weiterer Verschiebung der Mutter 22 nach links bis in die Stellung 22" verschiebt die Feder ihren Befestigungspunkt 19 auf dem Hebel 18 bis nach 19" und gewährleistet eine schnelle Erdung durch Verschiebung der Kontaktspindel 13 nach links. Bei der Öffnung wird durch Drehung der Sch.ra.ube 23 die Mutter 22 nach rechts verschoben, und sobald die Mutter die in der Verlängerung von 19" und 31 liegende Stellung 22*^fl passiert hat, erfolgt durch die Feder 20 die schnelle öffnung der Kontaktspindel 13.

Bei den Vorrichtungen nach Fig. 2 und 4 kann die Bewegung der Schraube 23 durch einen Elektromotor erfolgen, der schematisch mit 32 bezeichnet ist und die erforderlichen Endscnalter aufweist.

Mit der mechanisch einfacher aufgebauten Vorrichtung nach Fig. 5 ist ein langsames Schliessen bzw. Offnen möglich; sie kann jedoch nur verwendet werden, wenn keine Einschal tie istung der Erdungsvorrichtung erforderlich ist. Die Kontaktstange 13 hat einen mit einem Innengewinde versehenen Vorsprung, den eine Schraube 34 durchsetzt, deren einer Flansch 35 sich auf dem Vorsprung 36 abstützt, der einen festen Teil der Vorrichtung 12 bildet und in dem ein glattes Teil 37, das

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die Schraube 34 verlängert, sich frei dreht. Durch Drehung der Schraube 34 wird die Zontaktstange 13 sowohl beim Schliessen als auch beim öffnen unmittelbar betätigt.

In den Vorrichtungen nach Fig. 2 bis 5 kann die Kontaktstange 13 unter der Einwirkung des im Gehäuse 2 enthaltenen Gases nicht nach rückwärts · geführt werden, da sie entweder von der Feder 20 oder von der Schraube 34 gehalten wird.

Mit der Vorrichtung nach Fig. 6 erfolgt schnelles Schliessen unter der Wirkung eines Explosivstoffes. Wie weiter oben wird auch hier der Vorsprung 4 am, die Kontaktstange. 13>enthaltenden Geräteteil 12 befestigt. Am Teil 12 ist ebenfalls ein Gewindestopfen 38 befestigt, an dem mit Hilfe eines Bajonettverschlusses ein Kopfstück 40 befestigt ist. In diesem befindet sich eine Sprengkapsel 41» wie sie beispielsweise in Mauerpistolen verwendet wird und deren Detonation durch einen Schlagbolzen 42 unter der Wirkung der Kraft einer Feder 43 hervorgerufen wird. Die Federkraft wird durch Freigabe einer Klinke 44 infolge der Betätigung eines Hebels 45 freigesetzt. Der Explosivstoff beschleunigt die Anfangsbewegung der Stange 13· Um jedoch Brüche aufgrund zu starker Energie in der Endstellung zu verhindern, wird durch eine Öffnung 46 das überschüssige Gas abgeführt.

Da die Kontaktstange 13 frei beweglich ist und das im Gehäuse 2 befindliche Druckgas dazu neigt, die Stange in die Öffnungsstellung zu schieben, muss sie, sobald sie die Schließstellung' erreicht hat, in dieser gehalten werden. Ein

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von einer Feder 48 bewegter Stift 47 verriegelt die Kontaktspindel 13» sobald sie sich in Sehliesstellung befindet, und zwar in dem Augenblick, in dem ihr Ende 49 über den Stift 47 hinausreicht. Die Blockierung der Stange 13 durch den Stift 47 kann durch einen Riegel 50 gesichert werden.

Die Schliessung der Vorrichtung nach Fig. 6 geschieht folgende rmas s en ι Fach Entfernung der Abdeckung 5 und ggf. der Gegenplatte 11 wird das Teil 12 auf dem Vorsprung 4 angebracht und der Stopfen 38 abgeschraubt. Durch die Drehung der Stange 14 wird das Gewindeteil 15 in das Teil 8 eingeschraubt, so dass der Ansatz 7 und die Kontaktstange 13 miteinander fest verbunden werden. Dann wird der Stopfen 38 auf dem Teil 12 angebracht, der Bajonettverschluss 39 abgeschraubt und der Verschluss 40 abgehoben. Sodann wird die Sprengkapsel 41 an der für sie vorgesehenen Stelle angebracht, der Verschluss 40 aufgesetzt und die Klinke 44 gespannt» Durch Betätigung des Hebels 45 wird dann die Klinke 44 gelöst, der Schlagbolzen 42 betätigt und die Sprengkapsel 41 zur Explosion gebracht. Die freiwerdenden Gase bewirken die Schliessung der Erdungsvorrichtung durch Verschiebung der Kontaktstange 13 nach links. Das überschüssige Gas wird durch die Öffnung 46 abgeführt, der Stift 47 verriegelt die Stange 13 in Schliesstellung, und der Riegel 50 sperrt das Ganze.

Zur öffnung der Erdungsvorrichtung wird der Riegel 50 entfernt und der Stift 47 nach oben gezogen. Unter dem im Gehäuse herrschenden Gasdruck verschiebt sich die Stange 13

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nach, rechts. Wenn jedoch die Reibungskräfte aufgrund der Verschiebung der Stange 13* der Gleitkontakte 29 und der Dichtung 27 einen höheren Wert als die aufgrund des Gasdrucks auftretenden Kräfte aufweisen, wird der Stopfen 38 abgeschraubt, ein Verlängerungsstück an der Stange 14 angebracht und der bewegliche Kontakt von Hand nach rechts bewegt.

Wenn sich die Kontaktstange in Dffnungssteilung befindet und bei spannungführender Anlage in den Normalzustand zurtickgekehrt werden soll, wird die Stange 14 gedreht, wodurch ihr Gewindeteil 15 vom Ansatz gelöst wird, der sich in Öffnungsstellung in seinen Sitz befindet. Der Teil 12 wird von dem Vorsprung 4 getrennt, und es wird ggf. die Gegenplatte 11 befestigt und die Abdeckung 5 wieder angebracht»

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1 .yEiuungsvorrichtung für elektrische Anlagen in leitendem Gehäuse, mit an mehreren zu erdenden Stellen feststehenden Kontakten, die mit Hilfe von Verbindungsteilen, welche jeweils eine von einer Betätigungsvorrichtung gesteuerte bewegliche Kontaktstange aufweisen, zur Erdung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsteile (12) abnehmbar und in geringer Anzahl als Erdungsstellen vorhanden sind und zumindest samtliche Betätigungsteile sowie ein Teil der beweglichen Kontaktstange aufweisen und auf einer Öffnung des leitenden Gehäuses angebracht werden, wobei sie die bewegliche Kontaktstange in den von dem leitenden Gehäuse begrenzten Raum einführen, bis es mit einem der feststehenden Kontakte in Eingriff gelangt.
2. Erdungsvorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an bestimmten Erdungsstellen ein beweglicher Kontaktstangenansatz (7) vorgesehen ist und dass der übrige Teil der beweglichen Kontaktstange (13) sowie die diesem zugeordnete Betätigungsvorrichtung Teil der abnehmbaren Vorrichtung (12) bilden.
3. Erdungsvorrichtung nach Anspruch 2, d a durch gekennzeichnet, dass der bewegliche Kontaktansatz (7) auf einem Vorsprung (4) des leitenden Gehäuses angebracht ist.

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4. Erdungsvorrichtung nach Anspruch 3» el a durch gekennzeichnet, dass eine Dichtung

(9) zwischen dem "beweglichen Kontaktansatz (7) und dem Vorsprung (4) vorgesehen ist.
5. Erdungsvorrichtung nach Anspruch 2, d a durch gekennzeichnet, dass die bewegliche Kontaktstange (13) eine Gewindestange (14) aufweist, die auf den beweglichen Kontaktansatz (7) aufschraubbar ist.
6. Erdungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem abnehmbaren Teil Dichtungen (27) um die bewegliche Kontaktstange vorgesehen sind,
7. Erdungsvorrichtung nach Anspruch 3» a. a durch gekennzeichnet, dass der bewegliche Kontakts tangenansa.tz (7) einen Flansch (10) aufweist, der unter der Wirkung des im leitenden Gehäuses stehenden Innendrucks gegen den Vorsprung (4) gedrückt wird.
8. Erdungsvorrichtung nach Anspruch 3, d a-

durch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (4)» wenn die Anlage nicht geerdet ist, von einer mit einer Dichtung (6) versehenen abnehmbaren Abdeckung (5) verschlossen ist.
9· Erdungsvorriehtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtungen mit einer Vorrichtung zur schnellen Erdung mit Hilfe einer durch eine Klinke (24) bzw. einen Schwenkhebel gesteuerten Feder (20) ausgerüstet sind.

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10. Erdungsvorrichtung nach. Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung mit einer durch einen Sprengstoff ausgelösten Vorrichtung (41) versehen ist, die bei der Erdung den Kontakt betätigt.

11, Erdungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung (46) die Wirkung der durch Explosion betätigten Vorrichtung in Endstellung begrenzt.

12· Erdungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stift (47) die Verriegelung des beweglichen Kontakts (13) in geerdeter Stellung gewahrleistet.

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