DE2409484A1

DE2409484A1 - Druckgasisolierte, gekapselte hochspannungs-schaltanlage mit entfernbaren sammelschienen

Info

Publication number: DE2409484A1
Application number: DE2409484A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Gaigg; Vladimir Gutalij
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1973-09-28
Filing date: 1974-02-28
Publication date: 1975-04-10
Also published as: ATA568374A; SE391418B; SE7402487L; AT354552B; CH558093A; DE2409484C2; US3932720A

Description

Patentanwälte Dipl.-lng. GrümkoW Dr. Manifz, Dipl.-ing. Finsterwald

irr. manirz, uipi.-mg. nnsrerwaia O / Π Ω / O /

7 Stuttgart 50 - Seclbergstr. 23/25 C 4 U Ό 4 O

Sprecher & Schuh AG, · Aarau (Schweiz)

Druckgasisolierte, gekapselte Hochspannungs-Schaltanlage mit entfernbaren Sammelschienen

Die Erfindung betrifft eine druckgasisolierte, gekapselte Hochspannungs-Schaltanlage mit entfernbaren Sammelschienen, bei welcher Schaltanlage die Anlagebausteine, die aus Gehäusen mit Flanschverbindungen und in diesen mittels konischer Stützisolatoren als Schotten befestigten Innenbauteilen bestehen, druckgasdichte Abteile bilden und die Sammelschienen Trenner sowie Dilatationselemente enthalten.

Bekannt ist beispielsweise ein druckgasisoliertes Sammelschienensystem (DT-AS 1 515 367), bei welchem zwischen den einzelnen, Sammelschienenabzweige enthaltenden und mit ortsfesten Anlageteilen mechanisch starr verbundenen Abteilen Balgenabteile angeordnet sind, in denen je ein zwei Abzweige miteinander verbindender Innenleiter beidseitig in gasdichten Schottungsdurchführungsisolatoren gehalten ist. Bei solchen oder ähnlich aufgebauten Sammelschienensystemen ist der Ausbau eines Abteiles, z.B. für eine Revision nur durch Demontage des Sammelschienensystems möglich.

Um aus einer gekapselten, druckgasisolierten Hochspannungs-Schaltanlage einzelne Bausteine ausbauen zu können,

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ohne die ganze Anlage demontieren zu müssen, werden häufig bei den Bausteinen mechanische Trennvorrichtungen vorgesehen. Eine auch für ein Sammelschienensystem verwendbare Trennvorrichtung ist beispielsweise in der DT-OS 2 058 684· beschrieben. Zwischen zwei benachbarten Bausteinen der Anlage bzw. des Sammelschienensystems ist z.B. ein Faltenbalg als Dilatationselement angeordnet und das die beiden Bausteine verbindende Sammelschienenstück ist in einer Halterung verschiebbar, so dass die Verbindung nach dem Zusammendrücken des Faltenbalgs durch Verschieben des Sammelschienenstückes mittels eines in die entstandene Oeffnung eingeführten Werkzeugs gelöst werden kann. Da bei Sammelschienen im allgemeinen Trenner und gerade Schienenstücke aufeinander folgen, ist zwischen je zwei dieser Bausteine ein Faltenbalg erforderlich. Die druckgasdichten Dilatationselemente sind jedoch störanfällig und zudem nicht billig. Ein solches Sammelschienensystem ist somit weniger· betriebssicher und auch aufwendiger als eines mit nur der unbedingt nötigen Anzahl Dilatationselemente .

Aus der CH-PS 4 86 138 ist ein elektrischer Trenner bekannt, der gleichfalls als mechanische Trennvorrichtung in einem Sammelschienensystem verwendet werden könnte. Der Trenner weist zwei elektrisch in Reihe liegende Teiltrennstrecken auf, die von zwei in einem Mittelteil gelagerten aufeinander zu und voneinander weg bewegten Kontaktstücken gebildet werden. Bei voneinander weg bewegten Kontaktstücken wäre die Verbindung der geraden Sammelschienenstücke hergestellt. Für den Ausbau eines Trenners oder eines geraden Sammelschienenstückes müssten die Kontaktstücke aufeinander zu bewegt werden. Sollen bei der Sammelschiene nur die Zu- und Abführungen getrennt werden, so sind solche Trennvorrichtungen nur für den Zweck einer leichteren Demontage zu

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aufwendig, umso mehr, als bei diesen Trennern wegen der bewegten Kontaktstücke und des für diese vorzusehenden Antriebs zusätzliche druckgasdichte Abdichtungen oder Schotten nötig sind.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine druckgasisolierte, gekapselte Hochspannungs-Schaltanlage mit entfernbaren Sammelschienen zu schaffen, bei welcher zu Revisionsund Erweiterungszwecken jedes einzelne Feld mit Sammelschiene leicht aus- und wieder einbaubar ist, bzw. beliebig viele Felder anbaubar sind und die Schaltanlage dabei die Mindestanzahl von Flanschen und Stützisolatoren aufweist, wodurch eine besonders wirtschaftliche Herstellung erhalten wird.

Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäss darin, dass an jedem Gehäuse der Sammelschienenbausteine zwei einander gegenüberliegende Verbindungsflansche vorhanden sind und in jedem Gehäuse ein Innenleiterstück angeordnet ist, wobei die Innenleiterstücke sich aneinander abstützen und mindestens einige derselben in ihrem Gehäuse von einem am einen Verbindungsflansch angeordneten und einwärts gerichteten konischen Stützisolator gehalten sind, und die Innenleiterstücke miteinander mechanisch und elektrisch verbindbar sind und jede Verbindungsstelle unter einer Flanschverbindung liegt, und dass jedes Gehäuse eine druckgasdicht abschliessbare Montageöffnung enthält, durch die die Verbindungsstelle unter dem anderen, freien Verbindungsflansch zugänglich ist. Die Verbindung der Innenleiterstücke erfolgt vorzugsweise mittels zweiteiliger Briden oder schraubbaren Muffen, obgleich auch jede beliebige andere Verbindungsart gewählt werden kann, sofern nur bei der gelösten Verbindung keine Teile über die Verbindungsflansche vorstehen. Bei einem Feld kann ein Sammelschienenbaustein ein Trenner in einem T-förmigen Gehäuse mit mindestens einem weiteren Verbindungsflansch sein,

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V7obei in dem Gehäuse der feste Kontakt das Innenleiterstück trägt und der bewegliche Kontakt von einem am weiteren Verbindungsflansch angeordneten und einwärtsgerichteten zweiten konischen Stützisolator gehalten ist, und ein anderer Sammelschienenbaustein kann ein gerader Sammelschienenteil sein. Der gerade Sammelschienenteil kann ein Dilatationselement enthalten. Vorzugsweise ist das Innenleiterstück des Trenner-Bausteins zweiteilig ausgeführt und die beiden Innenleiterteile in dem festen Kontakt entfernbar befestigt. In einem Sammelschienensystem kann zwischen je zwei Trennern ein gerader Sammelschienenteil angeordnet sein, wobei mindestens jeder zweite gerade Sammelschienenteil ein solcher mit Dilatationselement ist. Hierbei kann das Innenleiterstück jedes geraden Sammelschienenteils in seinem Gehäuse von den Innenleiterstücken der an den Enden des Gehäuses angeflanschten Trenner-Bausteine sein, wobei jeweils ein gerader Sammelschienenteil zusammen mit einem anschliessenden Trennerbaustein ein druckgasdichtes Abteil bildet. Statt dessen kann auch das Innenleiterstück jedes geraden Sammelschienenteils . in seinem Gehäuse von einem am einen Verbindungsflansch angeordneten und einwärts gerichteten konischen Stützisolator gehalten und die Gehäuse der Sammelschienenbausteine können derart aneinandergereiht sein, dass von den beiden Flanschen jeder Flanschverbindung nur der eine Flansch einen Stützisolator aufweist, wobei jeder Sammelschienenbaustein ein druckgasdichtes Abteil bildet.

Zur ausführlichen Erläuterung der Erfindung dient die beigefügte Zeichnung, auf welcher Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt sind. Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Sammelschienensystem

nach der Erfindung im Längsschnitt, Fig. 2 eine Innenleiter-Verbindung,

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Fig. 3 eine Innenleiter-Verbindung mit einer anderen Ausführung und

Fig. k zwei Felder eines Sammelschienensystems einer gegenüber der in Fig. 1 gezeigten abgeänderten Ausführung. Das in Fig. 1 dargestellte Sammelschienensystem umfasst fünf Trenner la, 1, zwischen je zwei derselben ein gerader Sammelschienenteil 2, 2a angeordnet ist. Alle Trenner sind im wesentlichen identisch. Der Trenner 1, la weist ein T-förmiges Gehäuse 3 auf, dessen Balkenteil die beiden einander gegenüberliegenden VErbindungsflansche 5 und 5a trägt. Am Gehäusefuss befindet sich ein weiterer Verbindungsflansch 13. Vom in der Zeichnung rechten Flansch 5a ragt ein konischer Stützisolator 7 in das Gehäuse 3 hinein, an dem der Festkontakt 11 des Trenner befestigt ist. Am unteren Flansch 13 ist ein ähnlicher Stützisolator 16 vorgesehen, der den Gleitkontakt 12 des Trenners trägt. Bei Doppelsammelschienen ist am Trennergehäuse 3 ein vierter Flansch vorgesehen, an den das Gehäuse eines Schalters angeflanscht werden kann. Der Gleitkontakt 12 ist mit dem Schalter (nicht dargestellt) und eventuell mit dem Gleitkontakt des zweiten Sammelschienentrenners verbunden. Der feste Kontakt 11 trägt, wie dies bei den Trennern 1 gezeigt ist, ein Innenleiterstück 7, dessen beide Ende in Nähe der Verbindungsflansche 5, 5a des Gehäuses 3 liegen, über diese aber nicht hinausragen. Festkontakt und Innenleiterstück kann als ein Stückgefertigt sein. Bei>^:dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Innenleiterstück 7 des Trenners· zweiteilig und die beiden Leiterteile sind in dem Festkontakt 11 entfernbar befestigt, z.B. eingeschraubt, so dass bei den End-Trennern la der nicht benötigte Innenleiterteil leicht entfernt werden kann. An den äusseren Flanschen 5 bzw. 5a der an den Enden des Sammelschienensystems liegenden Trennern sind druckgasdichte Abschlussplatten oder

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Abschlusshauben 18 befestigt.

Für den geraden Sammelschienenteil sind zwei Ausführungen vorgesehen; ein Sammelschienenteil 2a mit einem Dilatationselement 17, z.B. einem Faltenbalg und ein Sammelschienenteil 2 ohne Dilatationselement. Im übrigen sind die geraden Sammelschienenteile 2, 2a ebenfalls identisch aufgebaut. Das Gehäuse 1 des geraden Sammelschienenteils weist zwei einander gegenüberliegende Verbindungsflansche 6, 6a auf. Im Gehäuse 4 befindet sich ein Innenleiterstück 8, das von einem einwärts gerichteten konischen Stützisolator am einen, in der Zeichnung am rechten Verbindungsflansch 6a getragen wird. Wie bei der Trennern 1 reichen die Enden des Innenleiterstückes 8 im Gehäuse 4 bis in Nähe der Verbindungsflansche 6, 6a, ohne über diese vorzustehen.

Die mechanische und elektrische Verbindung der Innenleiterstücke 7, 8 von Trennern und geraden Sammelschienenteilen erfolgt durch zweiteilige Briden 10, 10a oder schraubbare Muffen, die jeweils unter einer Flanschverbindung liegen und so ausgebildet sind, dass sie bei gelöster Verbindung ganz im Gehäuse liegen und nicht über den Verbindungsflansch vorstehen.

In dem Trennergehäuse 3 sowie in dem Gehäuse 4 des geraden Sammelschienenteiles ist je eine Montageöffnung IM- bzw. 15 vorgesehen, die druckgasdicht abgeschlossen werden kann und die sich an einer solchen Gehäusestelle befindet, dass durch die Montageöffnung die Verbindung an dem nicht durch den Stützisolator 9 gehaltenen Ende des Innenleiterstückes 7 bzw. 8 für die Montage und Demontage zugänglich ist. Solche zuverlässig druckgasdicht verschliessbare Montageöffnungen sind in den Gehäusen leicht herzustellen.

In jedem Sammelschienenbaustein, Trenner, wie gerader Sammelschienenteil ist das Innenleiterstück 7, 8 nur von

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einem Stützisolator gehalten, der eine druckgasdichte Schottung am einen Verbindungsflansch bildet, während der gegenüberliegende Verbindungsflansch am Gehäuse selbst offen ist und durch den das Innenleiterstück im. angrenzenden Baustein tragenden Stützisolator abgeschlossen wird, so dass jeder Baustein im Sammelschienensystem ein druckgasdichtes Abteil bildet.

Zum Ausbau eines Bausteins braucht nur dessen Montageöffnung und die Montageöffnung des an den Flansch mit Innenleiter-Stützisolator angrenzenden Bausteines geöffnet und die Verbindungen an dem Innenleiterstück/gelöst zu werden. Ebenso einfach ist die Montage. Das Sammelschienensystem kann an einer Stelle getrennt und durch ein oder mehrere Felder mit je einem Trenner und einem geraden Sammeischienenteil erweitert werden. Hierbei weist mindestens jedes zweite Feld im System ein gerades Sammelschienenteil mit Dilatationselement auf, so dass die Wärmeausdehnung zuverlässig aufgenommen wird. Die Verbindung der Innenleiterstücke miteinander kann, wie erwähnt, mittels irgendwelcher Verbindungsvorrichtungen erfolgen, die den hier vorliegenden Forderungen entsprechen. Erwähnt wurden vorstehend Briden. Besonders geeignet sind Steckverbindungen, für die in Fig. 2 und Fig. 3 bevorzugte Ausführungen gezeigt sind. Bei der Steckverbindung der Fig. 2 sind die Innenleiterstücke 7 und 8 von zylindrischer Form und haben gleichen Durchmesser. Die Verbindungsvorrichtung 10 besteht aus einem Rohrstück 19, das auf seiner Innenseite achsparallele KontaktlameIlen 20, einen sogenannten Multikontakt, trägt. Das Rohrstück 19 ist auf den Innenleiterstücken 7, 8 verschiebbar. Eine lösbare oder entfernbare Arretierung (nicht dargestellt) am einen Innenleiterstück hält das Rohrstück 19 in Verbindungsstellung, eine Arretierung am anderen Innenleiterstück ist nicht erforderlich. Die

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in Fig. 3 gezeigte Verbindungsvorrichtung 10 besteht aus eineir Rohrstück 21, das an seinen beiden Enden auf der Innenseite je einen Kranz von Tulpenkontakten 22 trägt. Der Aussendurchmesser des Rohrstückes 21 ist bei diesem Ausführungsbeispiel gleich dem Aussendurchmesser der Innenleiter 7, 8, deren Enden 7a abgesetzt sind, so dass sie in die Tulpenkontakte 22 hineinpassen.

Fig. 4 zeigt im Schnitt zwei Felder eines Sammelschienensystems mit je einem Trenner-Baustein 1 und einem geraden Sammelschienenteil 2. Die Trenner 1 sind die gleichen wie bei der Ausführung nach Fig. 1. Das Gehäuse 4 der geraden Sammelschienenteile 2, 2a weist an seinen Enden die Verbindungsflansche 6, 6a und eine druckgasdicht abschliessbare Montageöffnung 15 und das Gehäuse 2a, zudem ein z.B. als Faltenbalg ausgebildetes Dilatationselement 17 auf. Das Innenleiterstück 8 wird in dem Gehäuse 14 jedoch nicht, wie bei der Ausführung nach Fig. 1, durch einen Stützisolator gehalten, sondern allein von den Innenleiterstücken 7 der an beiden Gehäuseenden angeflanschten Trenner 1 getragen. Bei aneinan-dergeflanschten Bausteinen ist der Innenraum des geraden Sammelschienenteils 2 jeweils am einen, in der Zeichnung linken Ende durch den Stützisolator 9 des an ihm angeschlossenen Trenners 1 abgeschlossen. Am anderen Ende geht der Innenraum des geraden Sammeischienenteils in der Trennerraum über. Dieser Trenner bildet dann zusammen mit dem geraden Sammelschienenteil jeweils ein druckgasdichtes Abteil des Sammelschienensystems. Eine solche Ausführung ist insbesondere bei kleineren Sammelschienensystemen mit kurzen und leichten geraden Innenleiterstücken 8 wirtschaftlicher, da teure Stützisolatoren eingespart und die Verbindungsvorrichtungen 10 nicht kräftiger gebaut zu werden brauchen, wobei der nun grössere Gasraum eines Abteils in Kauf genommen werden kann.·

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Claims

Patentansprüche

IJ Druckgasisolierte, gekapselte Hochspannungs-Schaltanlage mit entfernbaren Sammelschienen, bei welcher Schaltanlage die Anlagebausteine, die aus Gehäusen mit Flanschverbindungen und in diesen mittels konischer Stützisolatoren als Schotten befestigten Innenbauteilen bestehen, druckgasdichte Abteile bilden und die Sammelschienen Trenner sowie Dilatationselemente enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Gehäuse (3,4) der Sammeischienenbausteine (1,2) zwei einander gegenüberliegende Verbindungsflansche (5,5a; 6,6a) vorhanden sind und in jedem Gehäuse (3,4) ein Innenleiterstück (7,3) angeordnet ist, wobei die Innenleiterstücke (7,8) sich aneinander abstützen und mindestens einige derselben in ihren Gehäusen (3) von einem am einen Verbindungsflansch (5a) angeordneten und einwärts gerichteten konischen Stützisolator (9) gehalten sind und wobei die Innenleiterstücke (7,8) miteinander mechanisch und elektrisch verbindbar sind und jede Verbindungsstelle (10, 10a) unter einer Flanschverbindung (5a, 6; 6a,5) liegt und dass jedes Gehäuse (3,4) eine druckgasdicht abschliessbare Montageöffnung (14,15) enthält, durch die Verbindungsstelle unter dem anderen, freien Verbindungsflansch (5,6) zugänglich ist.
2. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sammeischienenbaustein ein Trenner (1,1a) ist, der in einem T-förmigen Gehäuse (3) mit mindestens einem weiteren Verbindungsflansch (13) angeordnet ist, wobei in dem Gehäuse (3) der von einem Stützisolator (9) gehaltene feste Kontakt (11) das Innenleiterstück (9) trägt und der bewegliche Kontakt (12) von einem am weiteren Verbindungsflansch (13) angeordneten und einwärtsgerichteten zweiten konischen

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— 1 Γ —

Stützisolator (16) gehalten ist, und ein anderer Sammelschie.-nenbaustein ein gerader Sammelschienenteil (2,2a) ist.
3. Schaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gerade Sammelschienenteil (2a) ein Dilatationselement (17) enthält.
k. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verbindung der Innenleiterstücke (7,8) zweiteilige Briden oder schraubbare Muffen vorgesehen sind.
5. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verbindung der Innenleiterstücke (7,8) Steckverbindungen (19,20) mit Tulpenkontakten (22) oder ringförmig angeordneten Multikontakten (20) vorgesehen sind.
6. Schaltanlage nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenleiterstück (7) des Trenner-Bausteins (1,1a) zweiteilig ist und die beiden Innenleiterteile in dem festen Kontakt (11) entfernbar befestigt sind.
7. Schaltanlage nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Sammelschienensystem zwischen je zwei Trennern (1,1a) ein gerader Sammelschienenteil (2,2a) angeordnet und mindestens jeder zweite gerade Sammelschienenteil (2a) ein solcher mit Dilatationselement (17) ist.
8. Schaltanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenleiterstück (8) jedes geraden Sammelschienenteils (2, 2a) im Gehäuse (4) von den Innenleiterstücken (7) der an den Enden des geraden Sammelschienenteils angeflanschten Trenner-Bausteine (1) gehalten ist, wobei jeweils ein gerader Sammelschienenteil (2) zusammen mit einem anschliessenden Trenner-Baustein (1) ein druckgasdichtes Abteil bildet.
9. Schaltanlage nach Anspruch 1 und 7, dadurch· gekennzeichnet, dass das Innenleiterstück (8) jedes geraden Sammelschienenteils (2,2a) im Gehäuse (4) von einem am einen Ver-

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bindungsflansch (6a) angeordneten und einwärts gerichteten konischen Stützisolator (9) gehalten ist, und die Gehäuse (3,H) der Sammelschienenbausteine (1,2) derart aneinandergereiht sind, dass von den-beiden Flanschen (5a,6; 6a,5) jeder Flanschverbindung nur der eine Flansch einen Stützisolator (9) aufweist, wobei jeder Sammelschienenbaustein (1,2) ein druckgasdichtes Abteil bildet.

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