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Kabelendverschluß glur vollisolierte metallgekapselte Hochspannungsschaltlagen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kabelendverschluß für vollisolierte metallgekapselte
Hochspannungs-Schaltanlagen mit einem den Kabelleiter umgebenden, an einem Hüllrohr
befestigten Isolierkörper, in dem eine Kopfarmatur befestigt ist, die mit dem E?belleiter
einerseits und mit einem Verbindungsstück zu den stromführenden Teilen der Schaltanlage
andererseits verbunden ist.
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In Figur 1 ist ein derartig bekannter Kabelendverschluß 1 dargestellt,
dem in üblicher Weise eine Trennstrecke, hier ein bekannter Verteiler-Baustein mit
Trennstift 10 vorgeschaltet ist.
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Der Endverschluß besteht aus folgenden Hauptteilen; dem Hüllrohr 3,
der hier nicht naher interessierenden Fußarmatur 2 und 3-r Kopfarmatur 6. Der Isolator
4 aus Gießharz hat die Aufgabe, das Isoliermittel des Kabels von dem Isoliermittel
der Schaltanlage (SF6) zu trennen. Er hat einen Flansch für die 3+festigung cmm
Hüllrohr und eingegossene Gewindebuchsen fiir die Befestigung der Fußarmatur 2.
In den Kopf des Isolators ist eine Schirmelektrode 5 eingegossen, die zur elektrischen
Abschirmung der Leiterverbindungsstelle mit der Kopfarmatur 6 dient. Die im Isolator
4 befestigte Kopfarmatur 6 stellt das Bindeglied zwischen dem Kabelleiter 8 und
dem Verbindungsstift 7 dar, die beide mit der Kopfarmatur verbunden sind. Sie bringt
gleichzeitig den gasdichten Abschluß zwischen dem Kabel und dem Anlagenraum. Die
zwickel für die Potentialsteuerung 9 des Kabels sind im Hohlraum des Isolators 4
untergebracht.
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Der Verbindungsstift 7 stellt das Verbindungsstück von dem Kabelendverschluß
zu den stromführenden Teilen der Schaltanlage 'Ãr. In Figur 1 ist, um aus Gründen
der einfachen Darstellung ole Problematik des Standes der Technik darzulegen, das
benachbarte Teil der Schaltanlage ein Verteiler mit Trennstift 10.
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Dieser Baustein hat die Aufgabe, kurzfristig eine Unterbrechung des
Hauptleiters zu Montage oder Prüfzwecken zu gestatten. Es konnen auch andere Bausteine
angeschlossen sein, z B. Trennschalter in Verbindung mit Verteiler ohne Trennstift
usw., die mit höherem aufwand die gleiche Funktion erfüllen.
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Das stromführende Innenteil 11 des Verteilers wird von Isolier-Stützern
12 getragen; im Hohlraum des Innenteils ist ein Schaltstift 13 beweglich angeordnet.
:weiterhin weist das Innenteil 11 als Ringkontakte ausgebildete Koppelkontaktstücke
15 an den Stromübergangsstellen auf, die als Gegenschaltstücke für einen Schaltstift
dienen. In das untere Koppelkontaktstück ist der Verbindungsstift 7 des Eabelendverschlusses
eingebracht. Der Schaltstift 13 des Verteilers wird durch einen Arretierungsstift
16 festzehalten. N7ch Offnen des Deckels 17 kann der Arretierungsstift entfernt
und mit einem Hilfswerkzeug der Schaltstift 13 zurückgezogen werden. Es entsteht
dann eine Trennstrecke zur übrigen Schaltanlage.
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In das rechte Eoppelkontaktstück 15 kann bei geöffneten Deckel ,7
und gezogenem Schaltstift 13 der Verbindungsstift eines mit einem Gleichspannungsgenerator
verbundenen Prüfkabels mit Hilfe eines Adapters zwecks Prüfung des Anlagenkabels
mit einer Gleichspannung eingebracht werden. Wird nun die Prüf-Hochspannung angelegt,
so stehen zwar die übrigen Schaltanlagenteile nicht unter Prüf-Hochspannung, jedoch
werden die Stützer 12 des Verteilers von der Prüf-Hochspannung beaufschlagt.
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Dies kann bei überhöhter Prüf-Hochgleichspannung zu Uberschlägen an
den Stützern führen, wobei es dann notwendig ist, den Verteiler durch Entfernen
des Prüf-Adapters zu öffnen, die Cberschlagsstelle zu säubern, den Raum nach Anbringen
des Au terms wieder zu evakuieren und das Isoliergas einzulassen, d.h. es entstehen
längere Stillstandszeiten.
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Abgesehen von den Spannungsproblemen ist auch nicht zu übersehen,
daS der Verteilerbaustein mit :Trennstift einen erhöhten Aufwand b£deutet, zumal
er relativ wenig betätigt wird.
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Mnn könnte zwar gemäß Figur ? an einen bekannten Winkeltrennschulter,
der ohnehin in der Anlage als Kabeltrenner vorhanden ist, den Prüfadapter anschließen,
hätte dann aber außer dem weiterhin vorhandenen Problem der Spannungsbeaufschlagung
der Stützer den Nachteil, daß man bei einem Parallelkabelbetrieb zwischen zwei Stationen
in Jeden Kabel zweig solch einen teueren Trennschalter vorsehen müßte, und nicht
eine vom Trennschalter her gesehene weniger aufwendigere Ausführung mit einem für
beide Parallelzweige gemeinsamen Kabeltrenner und mit Trennstrecken zwischen dem
Kabeltrenner und dem jeweiligen Kabelendverschluß, verwenden könnte; bei dieser
Ausführung wird bekanntlich bei Störung eines Kabelzweiges dieser Zweig durch die
Trennstrecke von der Anlage abgetrennt und anschließend der Betrieb über den
anderen
Zweig mit verminderter Leistung weitergeführt. Erforaerlich ist dazu beim Stand
der Technik zur Realisierung der Trennstrecke ein Verteilerbaustein mit Trennstift.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den eingangs
bezeichneten Gegenstand den Aufbau so zu tre-ffn, dxa° er die Herstellung von stützerlosen
Trennstrecken mit geringem Aufwand erlaubt.
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Dies gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß das Verbindungsstück
ein Schaltstück einer Trennstrecke aufweist.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ist somit der Eabelendverschluß
selbst Träger einer Trennstrecke, die keinen separaten Stützer benötigt, sondern
von dem Isolierkörper des Kabelendverschlusses mitgetragen wird. Probleme hinsichtlich
der Beaufschlagung mit der Prüfgleichspannung entstehen dabei nicht. Die Trennstrecke
ist durch eine gegenüber der bisherigen Lösung einfache und wenig aufwendige Änderung
der Kopfarmatur bzw. des Verbindungsstückes herstellbar.
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Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird
die Erfindung näher erläutert, wobei sich weitere Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben.
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Die Figur 3 zeigt einen Kabelendverschluß 1 mit einem Linientrenner
nach der Erfindung, auf den in diesem Beispiel ein Verteilerbaustein 10 ohne Trennstift
aufgesetzt ist.
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Der Kabelendverschluß entspricht bis auf den VerbindunSsstifb 7 und
der anderen Gestaltung des Hüllrohres dem bekannten E belendverschluß nach Figur
1. Anstelle des Verbindungsstiftes 7 ist ein bewegliches Schalt stück einer Trennstrecke
in Form eines Schaltstiftes 18 vorgesehen, der in geschlossenen Zustand der Schaltstrecke
(wie dargestellt) in das Gegenschaltstück, das Xoppelkontaktstück 15 am Verteilerbaustein
10 eingefutirt ist, in Verbindung mit einem hohlzylindrischen stromführenden Teil
19, (im folgenden mit Aufnahmeteil bezeichnet) in das der Schaltstift 18 zwecks
Herstellung der Trennstrecke, ähnlich wie es bei 'nrennschaltern bekannt ist, einschiebbar
ist. Das Aufnahmeteil besitzt dabei mindestens ein Koppelkontaktstück 15 a,(Figur
3a) in das ein Verbindungsstück eines externen Gerätes z.B. ein Prüfadapter zur
Gleichspannungsprüfung des Kabelendverschlusses, angeschlossen werden kann. Zu diesem
Zweck besitzt das Hüllrohr 3 einen Flanschteil 21, auf dem ein Deckel 2-2 angebracht
ist. Nach dem Anflanschen des Gehäuses 23 des Adapters 20 am Hüllrohr 3 , (nach
vorhemeg-henden Offnungen der Trennstrecke) kann die Leiterverbindung zwischen dem
die Gleichspannung zufühienden Prüfkabel 24 und dem Kabelleiter des Kabelendverschlusses
1 über einen Verbindungsstift 25 hegestellt werden, der durch die Öffnung 26 im
Gehäuse 23 des Prüfadapters eingeführt und durch ein Koppelkontaktstück am Kopfs
des Prüfkabels hindurchgesteckt wird, bis er mit seiner Spitze in das Koppelkontaktstück
15a im Aufnahmeteil 19 eingebrecht ist.
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Wird nun die Prüfgleichspannung aufgebracht, so erkennt man, daß kein
Anlagenstützer 12 von der Prüfspannung beansprucht wird, sondern nur der Kabelendverschluß.
Die eingangs erläuterten Nach
teile treten also nicht ein.
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Auch ist der Aufwand für die Trennstrecke sehr gering; gegenüber dem
Kabelendverschluß nach Figur 1 liegt der Nehraufwand lediglich in dem Auinahmeteil
19, der Mittel zum Arretieren und Bewegen des Schaltstiftes 18 sowie in einer gewissen
Verlängerung des Hüllrohres; dafür wird jedoch ein kompletter Verteilerbaustein
mit Trennstift und Stützern eingespart, so daß sich auch kleine Schaltfeldabmessungen
ergeben.
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Die Mittel zum Arretieren und Bewegen des Schaltstiftes 18 können
im Aufwand sehr gering gehalten werden. So ist z.B. eine von Hand oder mit einem
Hilfswerkzeug zu betätigende Arretierung des Schaltstiftes 18 möglich, z.B. in Form
einer Schr&ub- oder BaJonettverbindung, und zwar immer dann, wenn ohnehin <i3S
iiiillrohr geöffnet, d.h. das Isoliergas abgelassen werden mu2. Es ist auch ein
Zahnstangentrieb oder ein Spindeltrieb, wie in Figur 3a dargestellt, möglich. Ein
solcher Spindeltrieb ist an sich aus dem DT-GN 70 36 519 bekannt. Die Figur 3a zeigt
einen Ausschnitt aus der Figur 3 hinsichtlich des Aufnahmeteils 19, in dem sich
der Schaltstift 18 bei geöffneter Schaltstrecke befindet. Der Schaltstift 18 ist
hohl und nimmt eine Spindel auf, die mit einer am Schaltstift 18 befestigten Mutter
zusammenwirkt. (Nicht dargestellt). Die Spindel wird über ein Winkelgetriebe ;-7
seitlich angetrieben und zwar in diesem Beispiel über eine am Fortsatz 19 a eingesteckte
Handkurbel 28. An dem Fortsatz befindet sich gleichzeitig ein Koppelkontaktstück
15a, in das nach Entfernen der Handkurbel der Verbindungsstift 25 des Prüfadapters,
wie oben beschrieben, einführbar ist.
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Es ist verständlich, daß sich dem Fachmann auch andere Arten der Bewegung
eines Schaltstiftes anbieten.
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Bekanntlich nimmt bei einer Offnung der Anlage die w'iederinbetriebnahme
eine zu beachtende Zeit -in Anspruch. Um die Trnterbrechungszeit möglichst kurz
zu halten, ist es zweckmäßig cten unteren Sützer 12 des Verteilers 10 als Schottstützer
auszubilden, so daß beim Öffnen des Deckels 22 das Isoliergas nur aus dem Kabelendverschlußteil
entweicht. Bei bestimmter Anwendungsfällen braucht es jedoch nicht notwendig zu
sein, ;'ie Anlage zu öffnen, z.B. bei Abtrennung des gestörten Kabelstranges im
Parallelbetrieb oder bei Abtrennung während der Gleichspannungsprüfung, wenn diese
von der Gegenstation aus durchgeführt wird. In einem solchen Fall ist es günstig,
zum Betätigen des Winkelgetriebes eine nach außen dichtend herausgeführte Antriebs-Welle,
insbesondere Isolierwelle, zu verwenden. Zweckmäßig ist die Durchführung in einem
Deckel, so daß der Baustein wnhlweise geöffnet oder geschlossen betrieben werden
kann. Vorstellbar ist auch eine einsteckbare Handkurbel mit geeigneter Deckeldichtungsführung.
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In Figur 4 ist eine Ausführungsform der Erfindung mit einer Winkeltrennstrecke
dargestellt. Hierbei ist der VerbinC;-':sstift 29 ähnlich demjenigen nach Figur
1, enthält jedoch senkrecht zur Zeichenebene ein nicht dargestelltes Eoppelkontaktstück,
d.h. ein feststehendes Gegenschaltstück für einen Schr;ltstift 30. Dieser Schaltstift
1kann zu einem an dem linken Flansch angebrachten Baustein 31 gehören, der z.B.
ein Verteilcrbnustei-n mit Trennstift oder der Kabeltrennschalter sein kann und
nach
links zur,5ffnung der Trennstrecke einziehbar ist. Nach Rückziehen
des Schaltstiftes 30 ist dann der Verbindungsstift ,5 des Prüfadapters in das im
Stift 29 befindliche Eoppelkontaktstück einbringbar.
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Es ist Jedoch auch denkbar, daß der Baustein 31 an der dem Schaltstift
30 zugewandten Stelle nur ein Gegenkontaktsc>altstück trägt, in das der Schaltstift
30 zwecks Herstellung c.r Verbindung einschiebbar und aus dem der Schaltstift 30
zwecks Öffnung der Trennstrecke nach rechts in Pfeilrichtung entfernt werden kann.
Wird dabei der Schaltstift 30 bis zu seinem lin Ende durch das Gegelikontaktschaltstück
im Stift 29 bewegt und entsprechend arriiert, dann kcinn der Stift 2.5 entfallen
und der Adapter oder ein anderer externer Baustein direkt an den Schaltstift 30
angeschlossen werden.
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Für den Kabelendverschluß mit einer Winkeltrennstrecke nach Figur
4 gilt das für den Kabelendverschluß mit einer Linientrennstrecke gemäß Figur 3,
3a ausgeführte entsprechend.
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Die Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung und zwar
eine Abwandlung der Linientrennstrecke nach Figur 3.
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In Figur 3 ist das bewegliche Schaltstück 18 in einem Aufnahmeteil
19 gehaltert. In Figur 5 besteht das Schaltstück aus einem Grundkörper 18', in dem
zwei Verbindungsstifte 181a, 18'b gehaltert sind, die mittels eines Triebes in den
Grundkörper einziehbar sind, und zwar sowohl aus dem Gegenkontakt des nachgeschalteten
Schaltgeräte-»austeines (oben), als auch aus dem am Kabelendverschluß im Teil 19'
befindlichen Gegenkontakt (unten). Nach Einziehen
der Verbindungsstifte
kann das Teil 18' aus der Anlage entfernt werden. Das Teil 19 entspricht weitgehend
den Teil 29 in Fig. 4 und tragt seitlich ein Kontaktstück zum nschlu?; des Prüfadapters.
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Es ist dabei zweckmäßig, das Hüllrohr des Kabelendverschlusses nicht
einstückig auszubilden, sondern im Bereich des beweglichen Schaltstückes, z.B. ein
Drei-Blansch-Baustein vorzusehen der senkrecht zur Kabelendverschlußachse aus der
Anlage entfernbar ist.