DE2215884A1

DE2215884A1 - Hochspannungsverteiler

Info

Publication number: DE2215884A1
Application number: DE19722215884
Authority: DE
Inventors: August I Sharon Farley James R Pittsburgh Pa Keto (VStA)
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1971-03-29
Filing date: 1972-03-28
Publication date: 1972-10-12
Also published as: JPS5240420B1; US3697932A; JPS4735757A; CA939047A

Description

IiESTINGHOUSE 28. März 1972

Electric Corporation
Pittsburgh

Mein Zeichen: VPA 71/8362 Hae/Un

Hochspannunpsverteiler

(Für diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden US-

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungsverteiler für Ringleitungen, von dem mehrere Anschlußstellen für Stichleitungen gespeist v/erden. Erfindungsgemäß ist ein im wesentlichen hohlzylindrisches Isolierstoffgehäuse mit quer zur Gehäuseachse verlaufenden, isolierstoffgekapselten Anschlußstellen für die Ring- und Stichleitungen vorgesehen, wobei im Innern des Isolierstoffgehäuses mit den Ring- und Stichleitungen verbundene Kontaktstücke angeordnet sind, die mit einem in das Innere des Isolierstoffgehäuses eingeführten Einschubteil in Eingriff gelangen. Ein so aufgebauter Hochspannungsverteiler ist bevorzugt für die Einbettung ins Erdreich bestimmt. Er kann mit Vorteil in Ortsnetzen mit einer Spannung von beispielsweise 15 kV Verwendung finden. Der wesentliche Vorteil des Hochspannungsverteilers besteht in seinem kostensparend zu fertigenden Gehäuseaufbau, bei dem alle wesentlichen Kontakt- und Verbindungselemente im Isolierstoff eingebettet sein können.

Bei einer Ausführungsform des Hochspannungsverteilers nach der Erfindung enthält das Einschubteil eine Sicherung. Diese Sicherung verhindert das Übergreifen elektrischer Kurzschlußströme oder anderer Fehler von den Stichleitungen auf die Ringleitung.

Bei einem etwas anderen Ausführungsbeispiel enthält das Einschubteil einen die Kontaktstücke überbrückenden Schaltstift.

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Der Hochspannungsverteiler ist bei dieser Ausführungsform bevorzugt als Trennschalter ausgebildet.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Einschubteil einen in eines der Kontaktstücke eingreifenden Erdungsschaltstift auf. Auf diese Veise kann der Hochspannungsverteiler nach der Erfindung als Arbeitserder Verwendung finden, der ein gefahrloses Arbeiten an den mit den Stichleitungen verbundenen Anlagen und Geräten ermöglicht.

Die Anschlußstellen für die Ringleitung und für die Stichleitungen sind bevorzugt in zwei parallelen, quer zur Gehäuseachse verlaufenden Ebenen angeordnet. Dabei können die Anschlußstellen von rohrförmigen, an das Isolierstoffgehäuse angeformten Fortsätzen gebildet sein. Ferner kann es in einigen Fällen, namentlich für Hochspannungsverteiler in Ortsnetzen mit höheren Spannungen, vorteilhaft sein, wenn das Isolierstoffgehäuse mit einer elektrisch leitenden Außenschicht versehen ist.

Beim Hochspannungsverteiler nach der Erfindung sind die beiden Anschlußstellen für die Ringleitung von einem U-förmigen Bügel überbrückt, der im Isolierstoffgehäuse eingebettet ist. Dieser U-förmige Bügel trägt vorteilhaft mit seiner Basis das eine zum Eingriff mit dem Einschubteil bestimmte Kontaktstück.

Die Anschlußstellen für die Stichleitungen sind beim Hochspannungsverteiler nach der Erfindung bevorzugt mit einem elektrisch leitenden ringförmigen, eines der Kontaktstücke bildenden Körper verbunden, v/obei dem ringförmigen Kontaktstück ein weiteres Kontaktelement des Einschubteiles zugeordnet ist. Zur Erleichterung der Montage und der Revisions-, Wartungs- und Reparaturarbeiten ist das Einschubteil vorteilhaft mittels einer Handhabe aus dem Inneren des Isolierstoffgehäuses herausziehbar.

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An Hand der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.

Die Figur 1 zeigt in einem Prinzipschaltbild eine Ringleitung mit mehreren Anschlußstellen für Stichleitungen.

In Fig. 2 ist in einer Perspektivdarstellung ein Hochspannungeverteiler gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.

Die Figur 3 zeigt einen Schnitt durch das Gehäuse des Hochspannungsverteilers nach Fig. 2.

In Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie IV-IV aus Fig. 3 schematisch dargestellt.

Die Figur 5 zeigt einen S chnitt längs der Linie V-V aus Fig. 3, während die Figur 6 eine teilweise Seitenansicht des Hochspannungsverteilers nach Fig. 3 schematisch darstellt.

Die Figur 7 zeigt einen Teil der Anschlußstelle für einen mit dem Hochspannungsverteiler verbundenen Kabel.

In Fig. 8 ist ein Einschubteil für den Hochspannungsverteiler nach Fig. 2 schematisch, zum Teil im Schnitt dargestellt.

Die Figur 9 zeigt einen Teil des Einschubteiles nach Fig. 8.

In Fig. 10 ist in einer der Figur 8 entsprechenden Darstellung ein anderes Einschubteil zum Teil im Schnitt dargestellt.

In Fig. 11 ist ein anderes Einschubteil in einer den Figuren 8 und 10 entsprechenden Darstellung gezeichnet.

In Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm eines elektrischen dreiphasigen Verteilungssystems dargestellt, das einen elek-

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trischen Leiter 10 aufweist. Im Zuge des Leiters 10 sind Schalter 14 und 16 eingefügt, von denen eine einphasige elektrische Verteilerschleife 12 abzweigt. Die Verteilerschleife 12 bildet eine Ringleitung, welche unterirdisch verlegt sein kann und eine Spannung von beispielsweise 15 kV führt. Die Ringleitung weist einen Trennschalter 18 auf, der die Ringleitung in zwei im wesentlichen gleiche Teile unterteilt. Im Zuge der Ringleitung 12 ist eine Mehrzahl von elektrischen Schaltgeräten 20, 22, 24 und 26 eingesetzt. Jeder dieser Schalter verbindet eine Mehrzahl von Stichleitungen mit der Ringleitung 12 über ein elektrisches Verbindungselement, z.B. eine Sicherung. Die Stichleitungen speisen Laststromkreise, die einen Verteilertransformator enthalten, der seinerseits einen oder mehrere Verbraucher speist.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel v/eist der Schalter 22 ein entnehmbares Sicherungselement 28 auf, das mit vier Laststromkreisen 30, 32, 34 und 36 verbunden ist. Jeder dieser Laststromkreise ist mit einem Verteilertransformator, z.B. einem Transformator 38, verbunden, der einen Verbraucher 40 speist. Die elektrischen Schaltgeräte 20, 22, 24 und 26 können ebenso v/ie der Trennschalter 18 gleichartig konstruiert sein. Der Schalter 22 hat Anschlußstellen 42 und 44, mit denen das Hochspannungskabel der Ringleitung 12 verbunden ist, und Anschlußstellen 46, 48, 50 und 52, mit denen die Hochspannungskabel der Stichleitungen 30, 32, 34 und 36 verbunden sind.

Die Schaltgeräte 20, 22, 24 und 26 sind ersichtlich als Hochspannungsverteiler für Ringleitungen ausgebildet.

Der Hochspannungsverteiler gemäß der Erfindung ist in Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung gezeichnet. Er besteht aus einem im wesentlichen hohlzylindrischen Isolierstoffgehäuse. Als Isolierstoff ist ein mit Füllstoff versehenes Epoxydharz bevorzugt, das gegen Witterungseinflüsse beständig

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ist und das den in Hochspannungsverteilern auftretenden elektrischen und mechanischen Beanspruchungen standhält. Der Füllstoff weist einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf, der demjenigen der im Isolierstoff eingebetteten metallischen Teile, z.B. aus Kupfer oder aus· Aluminium, entspricht. Als Füllstoff wird bevorzugt fein verteiltes Quarzmehl, Lithiumaluminiumsilikate, Berylliumaluminiumsilikate und Aluminiumtrihydrat, gegebenenfalls gemeinsam mit anderen Füllstoffen, verwendet.

Das Isolierstoffgehäuse 62 hat quer zur Gehäuseachse verlaufende, isolierstoff gekapselte Anschlußstellen 82·, 84, 86 und 88 für Stichleitungen und Anschlußstellen 76 und 78 für die Ringleitung. Das Isolierstoffgehäuse 62 umschließt einen Hohlraum 70, dessen eines Ende 72 offen und dessen anderes Ende 71 geschlossen ist. Im Inneren des Isolierstoffgehäuses 62 sind mit den Ring- und Stichleitungen verbundene Kontaktstücke 96 und 98 angeordnet, die mit einem in das Innere 70 des Isolierstoffgehäuses 62 eingeführten Einschubteil in Eingriff gelangen. Dies ist besonders gut aus Fig. 3 zu ersehen.

In Fig. 3 ist in einem Schnitt durch das Isolierstoffgehäuse 62 das in den Innenraum 70 des Gehäuses 62 eingeführte Einschubteil 64 zu sehen. Verschiedene Arten von Einschubteilen werden an Hand der Figuren 8, 10 und 11 beschrieben.

Wie die Figur 3 zeigt, sind die Anschlußstellen als rohrförmige, an das Isolierstoffgehäuse 66 angeformte Fortsätze 82, 84, 86 und 88 für Stichleitungen und Fortsätze 78 und 76 für die Ringleitung ausgebildet. Die Fortsätze für die Ringleitung und für die Stichleitungen sind ersichtlich in zwei parallelen, quer zur Gehäuseachse verlaufenden Ebenen angeordnet. Sie haben Hohlräume 90 zur Aufnahme der entsprechenden Hochspannungskabelenden.

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Im Innern 70 des Gehäuses 62^xsind die beiden räumlich voneinander getrennten Kontaktstücke 98 und 96 bevorzugt im Isolierstoff der Gehäusewandung 66 eingebettet. Das Kontaktstück 96 ist als wesentlicher U-förmiger Bügel 100 ausgebildet, der aus Kupfer, Aluminium oder einem anderen elektrisch gut leitenden Material besteht. Der U-förmige Bügel 100 weist parallel verlaufende Schenkel 102 und 104 auf, die durch eine Basis 106 verbunden sind. Mit dem U-förmigen Bügel 100 sind Kontaktelemente 108, 110 und 112 verbunden. Das Kontaktelement 108 ist mittels eines Stiftes 114 mit der Basis 106 verbunden, während die Kontaktelemente 110 und 112, die ebenfalls als Stifte ausgebildet sind, mit den Schenkeln 102 und 104 verbunden sind. Die Kontaktelemente 110 und 112 erstrecken sich quer nach außen und liegen auf einer gemeinsamen Achse.

Wie aus Fig. 3 ferner zu entnehmen ist, ist der U-förmige Bügel 100 vollständig in den Isolierstoff des Gehäuses 68 eingebettet, wobei die auf einer Achse liegenden Kontaktelemente 110 und 112 in Ausnehmungen greifen, die von den angeformten Fortsätzen 78 und 76 gebildet sind.

Die Kontaktelemente 110 und 112 sind von federnden, elektrisch leitenden Kontaktschuhen 116 und 118 umgeben. Sie können z.B. aus elektrisch leitendem Gummi bestehen und mit dem Isolierstoffgehäuse 66 stoffschlüssig verbunden sein. Dies schafft die Voraussetzung dafür, daß keine Luft zwischen den Schuhen 116 und 118 und dem Gehäuseisolierstoff 68 eingeschlossen v/erden kann, so daß Glimmentladungen oder Überschläge vermieden sind.

Das Kontaktstück 96 v/eist einen isolierenden Körper 119 auf, der aus einem lichtbogenbeständigen Material besteht. Der Isolierstoffkörper 119 umschließt das Kontaktelement 108 und weist eine Öffnung zum Durchtritt des Kontaktstückes 258 des Einschubteiles 64 auf.

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Das Kontaktstück 98 ist aus einem metallischen, ringförmigen Körper 126 aus Aluminium oder Kupfer gebildet, der eine Öffnung 128 umgibt. Wie die Figur 4 erkennen läßt, sind mit dem ringförmigen Körper 126 langgestreckte stiftförmige Kontaktelemcnte 130 und 132, die aus Aluminium oder Kupfer hergestellt sein können, elektrisch leitend verbunden. Die Kontaktelemente 130 und 132 verlaufen parallel zueinander und enden in Hohlräumen 90 der Anschlußstellen 82, 84, 86 und 88. Der ringförmige Körper 126 ist teilweise in den Isolierstoff des Gehäuses 62 eingebettet.

Wie die Figur 3 ferner zeigt, ist der Hohlraum 70 zwischen den Kontakten 96 und 98 mit dem gleichen Durchmesser ausgebildet. Oberhalb des Kontaktstückes 98 ist der Raum 70 im Bereich 134 konisch erweitert und setzt sich mit einem größeren Durchmesser zum offenen Ende 72 fort.

Wie die Fortsätze 78 und 76 haben auch die Fortsätze 82, 84, 86 und 88 Kontaktschuhe aus elektrisch leitendem Material, die mit 136, 138, 140 und 142 bezeichnet sind. Sie bestehen ebenfalls aus einem elektrisch leitenden Gummi und sind zur Aufnahme der freien Enden von Hochspannungskabeln der Stichleitungen bestimmt.

Im oberen Teil des Raumes 70 ist ein schwenkbar angeschlagener Deckel 150 vorgesehen, durch den eine Öse 256 des Einschubteiles 64 hindurchgreift und durch ein Sicherheitsschloß 2.68 gegen unbefugtes Entnehmen gesichert ist. Der Deckel 150 befindet sich in einem von einem Isolierstoffgehäuse 270 mit Deckel 274 begrenzten Raum innerhalb eines mit dem Isolierstoffgehäuse 62 verbundenen, metallischen, rohrförmigen Teiles 146, das mit einem Deckelteil 276 abgeschlossen ist.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform eines Hochspannungsverteilers ist für eine Einbettung in das Erdreich 148 be-

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stimmt. Das Isolierstoffgehäuse 62 kann mit einer elektrisch leitenden Schicht 158 versehen sein.

Am Gehäuse 66 ist ein metallischer Winkel 162 mittels Schrauben 164, 166 befestigt. Der Winkel 162 hat eine Mehrzahl von Öffnungen 168, die für eine Verbindung mit den Mänteln 216 der Kabelenden 172 und 108 bestimmt sind. Der Winkel 162 ist mit der das Isolierstoffgehäuse 62 umgebenden, elektrisch leitenden Schicht 158 elektrisch leitend verbunden.

Zum Anschluß der Kabel der Ringleitung und der Kabelenden der Stichleitungen sind Kontaktelemente 184 vorgesehen, deren Öffnungen 186 mit einem freien Ende der Kontaktelemente 130 bzw. 132 in Eingriff gelangen. Die Kontaktelemente 184 sind mit der Ader 182 des Kabelendes elektrisch leitend verbunden. Das freie Ende des Kabels trägt eine Tülle 194 aus gummielastischem Material, die das freie Ende des Kabels umgibt. Die gummielastische Tülle 194 weist einen vorspringenden Rand 210 auf, der in einer umlaufenden Nut 212 eines der Kontaktschuhe 136, 138, 140 und 142 eingreift. Der metallische Schirm des Kabels ist zu einem Strang 216 zusammengefaßt und wird bei der Montage des Hochspannungskabels am Verteiler mit dem Winkel 162 elektrisch leitend verbunden.

In Fig. 7 ist die gummielastische Tülle 194 als Einzelheit in einem Schnitt dargestellt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Tülle besteht aus zwei Teilen 198 und 196, die bei 200 stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Der Teil 196 besteht aus einem elektrisch leitenden Gummi, während dcr|zweite Teil 198 aus elektrisch isolierendem Gummi besteht.

Die Figur 8 zeigt ein Einschubteil mit einer Sicherung, die als Streifensicherung ausgebildet sein kann. Das I.'inschubteil 64 v/eist einen Sicherungskörper 220 auf, der an seinen beiden

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gegenüberliegenden Enden des Sichenmgsgehäuses 222 Elektroden 224 und 226 aufweist. Die Elektroden 224 und 226 haben vorspringende Gewindestifte 228 und 230, mit denen Kontaktelemente 258 und 248 verbunden sind. Das Kontaktelement 248 ist mit einem napfartigen Teil 234 verbunden, das mit seinem vorspringenden Randteil ein Kontaktelement 232 hält. Das Kontaktelement 232 ist zum Eingriff mit dem Kontaktstift 198 bestimmt.

Das Kontaktelement 258 ist zum Eingriff mit dem Kontaktelement 108 bestimmt. Das Kontaktelement 248 läuft axial in einen Stutzen 246 aus, der ein Gewinde trägt und mit einer Stange 250 aus elektrisch isolierendem Material verbunden ist. Die Stange 250 endet in einem Konus 252, der einen den Verteilerinnenraum 70 abschließenden Deckel 254 trägt. Der Deckel 254 ist mit dem Konus 253 über die Öse 256 verbunden. Im eingesteckten Zustand verbindet die Sicherung 220 die Kontaktstücke 98 und 108 elektrisch leitend, so daß die Ringleitung mit den Stichleitungen elektrisch leitend in Verbindung steht.

Eine etwas andere Ausführungsform ist in Fig. 9 als Einzelheit dargestellt, bei der die Elektrode 224 über ein ringförmiges Teil 238 mit dem napfförmigen Teil 236 verschraubt ist. Auch hierbei ist eine Elektrode 232 vorgesehen, die zum Eingriff mit dem Kontaktstück 98 bestimmt ist.

In Fig. 10 ist ein Einschubteil dargestellt, mittels dem der Hochspannungsverteiler als Trennschalter geschaltet werden kann. Anstelle der Sicherung 220 ist ein elektrisch leitender Stab 280 eingesetzt, der als Schaltstift die Kontaktstücke 98, 108 elektrisch leitend überbrückt. Zur elektrischen Trennung der Ringleitung von den Stichleitungen wird das Einschubteil mit dem Schaltstift 280 aus dem Hochspannungsverteiler herausgezogen.

Die Figur 11 zeigt ein Einschubteil mit einem Isolierstoff-

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körper 298 anstelle der Sicherung 220. Bei diesem Einschubteil ist mit dem Kontaktelement 232 eine elektrisch leitende Stange 292 verbunden, die an ihrem freien Ende das Deckelteil 254 und die Öse 256 aus elektrisch leitendem Material trägt. Dieses Einschubteil ist als Erdungsschaltstift in den Hochspannungsverteiler eingebracht, so daß die Stichleitungen, beispielsweise bei Reparaturarbeiten, geerdet werden können. Hierzu wird die Öse 256, wie aus Fig. 11 ersichtlich ist, mit Erde verbunden.

11 Figuren

12 Ansprüche

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Claims

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Patentansprüche

"\J Hochspannungsverteiler für Ringleitungen, von dem mehrere Anschlußstellen für Stichleitungeh gespeist werden, gekennzeichnet durch ein im v/esentlichen hohlzylindrisches Isolierstoffgehäuse mit quer zur Gehäuseachse verlaufenden, isolierstoffgekapselten Anschlußstellen für die Ring- und Stichleitungen, wobei im Innern des Isolierstoffgehäuse mit den Ring- und Stichleitungen verbundene Kontaktstücke angeordnet sind, die mit einem in das Innere des Isolierstoffgehäuses eingeführten Einschubteil in Eingriff gelangen.
2. Hochspannungsverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das jiinschubteil eine Sicherung enthält.
3. Hochspannungsverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiinschubteil einen die Kontaktstücke überbrückenden Schaltstift enthält.
4. Hochspannungsverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ",Tinschubteil einen in eines der Kontaktsti'cke eingreifenden Erdungsschaltstift aufweist.
5. Hochspannungsverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstellen für die Ringleitung und für die Stiehl ei tun gen in z^T.\*oi parallelen, quer zur Geh&usenchse verlaufenden L'benen angeordnet sind.
6. Hochsprinnungsvorteiler nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, da? die Anschlußstellen von rohrförmigen, an das Isolierstoffgehäuse angoformten Fortsätzen gebildet sind.
7. Hochspannungsverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstoffgehäuse mit einer elektrisch leitenden Außennchicht versehen ist.

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8. Hochspannungsverteiler naäh Anspruch 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlußstellen für die Ringleitung von einem U-förmigen Bügel überbrückt sind, der im Isolierstoffgehäuse eingebettet ist.
9. Hochspannungsverteiler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der U-förmige Bügel mit seiner Basis das eine zum Eingriff mit dem Einschubteil bestimmte Kontaktstück trägt.
10. Hochspannungsverteiler nach /Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstellen für die Stichleitungen mit einem elektrisch leitenden ringförmigen, eines der Kontaktstücke bildenden Körper verbunden sind.
11. Hochspannungsverteiler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem ringförmigen Kontaktstück ein Kontaktelement des Einschubteiles zugeordnet ist.
12. Hochspannungsverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschubteil mittels einer Handhabe aus dem Inneren des Isolierstoffgehäuses herausziehbar ist.

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