DE2636410C2

DE2636410C2 - Schalteinheit für Mittelspannungskabelnetze

Info

Publication number: DE2636410C2
Application number: DE2636410A
Authority: DE
Inventors: Werner Ing.(Grad.) 2431 Bentfeld Kohler; Bruno Dr.-Ing. 1000 Berlin Müller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-08-11
Filing date: 1976-08-11
Publication date: 1983-06-09
Also published as: US4187437A; GB1567822A; DE2636410A1; JPS5321751A

Description

Die Erfindung betrifft eine im Erdboden einzubettende, einpolig ausgebildete Schaltr-nheit für Mittelspannungskabelnetze mit einem länglichen Gehäuse, das, gegenüber diesem isoliert abgestützt, ein in der Längsachse des Gehäuses angeordnetes Schaltelement und eine mechanisch mit dem Schaltelement in gleichachsiger Anordnung gekuppelte, fernsteuerbare Antriebsvorrichtung aufweist und an dessen gegenüberliegenden Enden Kabelsteckvorrichtungen angebracht sind.

Eine Schalteinheit dieser Art ist durch die US-PS 35 22 404 bekanntgeworden. Dabei sind als Schaltelemente insbesondere Vakuumschalter und Schmelzsicherungen vorgesehen. In dem gleichen Zusammenhang sind gerade oder winklig ausgebildete Kabelsteckvorrichtungen bekanntgeworden, die durchführungsartig an dem Gehäuse der Schalteinheit befestigt sind. Als Antriebsvorrichtungen hat man sowohl mechanisch als auch elektromechanisch wirkende Anordnungen benutzt, die über ein Gestänge, Druckleitungen oder elektrische Steuerlcitungen betätigbar sind. Die im Prinzip gleiche Ausführung einer unterirdisch anzuordnenden Einheit ist auch zur Kapselung eines Stromwandlers bekanntgeworden, der innerhalb des Gehäuses vergossen ist

Der Erfindung liegt, hiervon ausgehend, die Aufgabe zugrunde, Schalteinheiten aus fertigen Elementen entsprechend einer jeweils vorliegenden Betriebsaufgabe zusammenstellbar zu gestalten.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Kombination der Merkmale gelöst, daß das zylinderförmige Gehäuse einen äußeren Schutzmantel, einen Erdungsmantel sowie eine innere Isolation umfaßt, und daß das Schaltelement, dessen Antriebsvorrichtung sowie ein Meßwandler und ein Meldeelement und gegebenenfalls anstelle nicht benötigter Elemente lediglich einen Durchgangsleiter enthaltende Leerelemente und die Kabelsteckvorrichtungen als in das Gehäuse einführbare, in gleichachsiger Anordnung durch einheitliche Kupplungsvorrichtungen elektrisch und mechanisch verbindbare Bausteine ausgebildet sind. Auf diese Weise hat man es in der Hand, innerhalb einheitlicher Gehäuse Kombinationen von Elementen bzw. Geräten ohne besonderen Aufwand für individuelle Verbindungen einzusetzen. Werden z. B. ein Meldeelement oder ein Meßwandler oder beide Elemente nicht benötigt, so können Leerelemente zur Ausfüllung des Raumes benutzt werden, so daß die äußeren Kabelsteckvorrichtungen in gleicher Weise wie eine Bestükkung des Gehäuses mit der größtmöglichen Anzahl von Elementen den Abschluß des Gehäuses an beiden Enden bilden.

Gerade oder winklig ausgebildete Kabelsteckvorrichtungen sind in vielerlei Ausführungen auch in Verbindung mit anderen unterirdisch oder oberirdisch zu installierenden Verteilungsanlagen bekanntgeworden (US-PS 35 13425, GB-PS 4 75 298, »Electrical World« vom 1. August 1973, S. 64,65, DE-OS 22 15 884). Ferner ist es bekannt. Komponenten einer metallgekapselten Hochspannungsanlage mit Feststoffisolierung mittels einheitlich gestalteter Verbindungsvorrichtungen bausteinartig auszuführen (DE-AS 10 27 759).

Im Rahmen der Erfindung ist eine Ausführung der Schalteinheiten vorteilhaft, bei der an einer Stirnseite eine Kabelsteckvorrichtung für zwei Kabel vorgesehen ist Dies erleichtert den Aufbau von Ringkabelstationen.

Es sind bereits Kabelverbinder aus gummielastischem

Material bekannt, die einen gegabelten Leiter enthalten, um ein einzelnes Kabel mit zwei weiterführenden Kabeln verbinden zu können (GB-PS 13 89 969). In Verbindung mit Schalteinheiten der vorliegenden Art sind jedoch solche Kabelverbinder nicht einsetzbar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert Die

F ί g. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Schalteinrichtung mit drei Lastichalteinheiten und einem Bedienungsraum. In der

Fig.2 ist eine Schalteinrichtung dargestellt, die ebenfalls Lastschalteinheiten, einen Bedienungsraum und zusätzlich einen Transformator aufweist Die

F i g. 3 zeigt in schematischer Darstellung im Schnitt eine Lastschalteinheit die aus Einzelelementen zusammengesetzt ist
Fig.4a und 4b zeigt ein Ausführungsbeispiel einer

so Lastschalteinheit mit einer Anschlußvorrichtung für zwei Kabel.

Die in der F i g. 1 dargestellte Anordnung bildet eine Kabelschaltstation für Mittelspannungsnetze. Im Zuge von drei Einleiterkabeln 1 ist je eine Lastschalteinheit 2 angeordnet, die in ihren Abmessungen und ihrer äußeren Ausführung etwa den bekannten Kabelmuffen entsprechen. Die Lastschalteinheiten 2 sind parallel und im Abstand voneinander unmittelbar im Erdreich angeordnet, wobei durch eine Magerbetonbettung 3 für eine Unterstützung gesorgt ist Seitlich im Abstand von den Lastschalteinheiten 2 befindet sich ebenfalls im Erdreich ein unterirdischer Bedienungsraum 4, der aus Betonfertigteilen besteht, wie sie beispielsweise zum Aufbau der Einstiegsschächte unterirdischer Kanäle

es verwendet werden. Zwischen dem Bedienungsraum 4 und den Lastschalteinheiten 2 erstreckt sich ein Steuerkanal 5, der mechanische, elektrische oder sonstige Einrichtungen zur Betätigung der Lastschalt-

einbetten 2 enthält- Beispielsweise kann in dem Steuerkanal 5 eine drehbar gelagerte Welle angeordnet sein, die ober geeignete Getriebe, Gelenkwellen o.dgl, auf die in den Lastschalteinheiten 2 befindlichen Antriebsvorrichtungen für die Schaltelemente einwirkt. Diese Welle kann an dem Steuerkasten 6 in dem Bedienungsraum 4 zugänglich und durch einen Handgriff betätigbar sein. Die Lastschalteinheiten 2 können aber auch anabhängig voneinander durch getrennte Wellen betätigbar sein. Sinngemäß in gleicher Weise kann eine elektrische oder pneumatische Betätigung der Lastschalteinheiten 2 erfolgen. Bei elektrischer Betätigung der Lastschalteinheiten ergibt sich der einfachste Aufbau des Steuerkanals 5, da in diesem Fall lediglich ein Schutzrohr für ein Kabel oder ein Kabel mit entsprechender Bewehrung benötigt wird

Die Mittelspannungsnetzstation gemäß der Fig.2 umfaßt neben den Lastschalieinheiten und einem Bedienungsraum entsprechend der F i g. 1 zusätzlich einen Transformator, der zur Speisung der Niederspannungsverbraucher dient

Die Enleiterkabel 10,11 und 12 sowie 13,14 und 15 gehören zu einem Ringkabelsystem, an das ein Transformator 16 angeschlossen ist Die von diesem abgehenden Niederspannungskabel und Schaitgeräte sind zur Verbesserung der Übersichtlichkeit nicht dargestellt Der Transformator 16 ist an das Ringkabelsystem über Lastschalteinheiten 17, 18 und 19 angeschlossen, deren netzseitige Enden 20, 21 und 22 Anschlußvorrichtungen für jeweils ein ankommendes und weiterführendes Kabel besitzen. Zum Beispiel besitzt die Lastschalteinheit 17 eine Anschlußvorrichtung für das ankommende Kabel 10 und das weiterfährende Kabel 13 an einem Ende und am anderen Ende eine Anschlußvorrichtung für das zu dem Transformator 16 führende Kabel. Um das Ringkabelsystem auftrennen zu können, sind im Zuge der Kabel 13, 14 und 15 weitere Lastschalteinheiten 23, 24 und 25 vorgesehen.

Beide Gruppen von Lastschalteinheiten 17,18 und 19 sowie 23, 24 und 25 sind von einem gemeinsamen Bedienungsraum 26 aus ein- und ausschaltbar. Hierzu ist für jede Gruppe von Lastschalteinheiten ein Steuerkanal 27 bzw. 28 vorgesehen, dem ein im Bedienungsraum 26 angebrachter Steuerkasten 29 bzw. 30 zugeordnet ist Die Lastschalteinheiten können vorzugsweise eine elektromagnetisch oder elektromotorisch wirkende Antriebsvorrichtung besitzen, da zu ihrem Betrieb auf der Sekundärseite des Transformators 16 die benötigte Hilfsenergie entnommen werden kann. Die Steuerkästen 29 und 30 können d?her nach der Art bekannter Schalttafeln mit Druckknöpfen zum Ein- und Ausschalten sowie mit Organen zum Anzeigen der Schaltstellung sowie mit Strommeßgeräten ausgerüstet sein.

Wie die Fig.2 noch zeigt, verlaufen die zu dem Transformator 16 führenden Kabelabzweige, in denen sich die Lastschalteinheiten 17,18 und 19 befinden, etwa senkrecht zu den Ringkabeln 10,11 und 12 sowie 13,14 und 15. Infolgedessen münden auch die Steuerkanäle 27 und 28 etwa senkrecht aufeinanderstellend in den Bedienungsraum 26, was eine übersichtliche Anordnung der Steuerkästen 29 und 30 gestattet. Die bauliche Zuordnung des Transformators 16 zu dem Bedienungsraum 26 ist derart getroffen, daß für beide Komponenten der Netzstation eine gemeinsame Baugrube ausgehoben werden kann. Es ist zweckmäßig, für den Bedienungs- und den Transformatorraum die gleichen Fertigteile zu verwenden Der Tranformator kann aber auch in einer Bauweise ausgeführt sein, die ein unmittelbares Einbetten im Erdreich gestattet, wodurch ein Baukörper zum Einbau des Transformators entfällt Die unmittelbar aneinander angrenzende Anordnung des Transformators und des Bedienungsraumes hat noch den Vorteil, daß in dem Bedienungsraum auch Organe zur Überwachung des Transformators untergebracht werden können, z. B. Temperaturwächter und Bedienungsorgane für einen eventuell vorgesehenen Stufenschalter.

Zur Verbesserung der Übersichtlichkeit ist in der

Fig.2 die Darstellung des Erdreiches fortgelassen worden. Die Erdoberfläche verläuft etwa bündig mit der Oberfläche der Bauteile, die den oberen Abschluß des Bedienungsraumes 26 bilden.

Der Aufbau einer Lastschalteinheit 44 ist in der F i g. 3 in vereinfachter Darstellung veranschaulicht. In einem Gehäuse 45, das eine innere Isolation 46, einen Erdungsmantel 47 und einen äußeren Schutzmantel 48 umfaßt, befinden sich mehrere Elemente, die durch einheitliche Steckvorrichtungen 50 miteinander verbunden sind. Am linken Ende des Gehäuiü 45 befindet sich das negative Teil 51 einer Kabelsteck vg;richtung, das mit einer Dichtungslippe 52 versehen ist Das anschließende Element ist ein Stromwandler 53, der für Meß- und Aüslösezwecke benutzt werden kann. Das nächste Element ist eine Antriebsvorrichtung 54, die z. B. elektromagnetisch oder pneumatisch wirken kann. Die Antriebsbewegung wird auf das Schaltelement 55 jo übertragen, bei dem es sich vorzugsweise um ein Vakuumschaltgefäß handeln kann. An der rechten Stirnseite der Lastschalteinheit ist^Sviederum das negative Teil 57 einer Kabelsteckvorrichtung angeordnet

Eine Einrichtung zur Meldung der Schaltstellung kann mit der Antriebsvorrichtung 54 verbunden sein. Es kann aber auch zwischen die Antriebsvorrichtung 54 und das Schaltelement 55 ein zusätzliches Meldeelement eingefügt sein.

Wie die Fig.3 zeigt, können Lastschalteinheiten unterschiedlicher Ausrüstung aus den Elementen zusammengestellt werden, indem z. B. der Wandler 53 fortgelassen wird, wenn eine Strommessung nicht erforderlich ist In diesem Fall kann der für den Stromwandler 53 benötigte Raum durch ein Leerelement ersetzt werden, das lediglich einen Verbindungsleiter enthält Ein Leerelement 56 dieser Art ist zwischen dem Wandlerelement 53 und dem Antriebselement 54 eingefügt. Dies hat den Vorteil, daß für alle vorgesehenen Ausführungen von Lastschalteinheiten das gleiche Gehäuse 45 verwendet werden kann. Andererseits können auch Gehäuse 45 verschiedener Länge für die unterschiedlichen Ausführungen der Lastschalteinheiten verwendet werden.
In Ringkabelnetzen ist es im allgemeinen erforderlich, an eine Lastschalteinheit zwei Kabel anzuschließen, wenn nicht zusätzliche Klemmvorrichtungen o.dgl. verwendet werden sollen. Um den Anschluß von zwei Kabeln an einer Lastschalteinheit zu erleichtern, kann eine Gestaltung nach der Fig.4 vorgesehen sein. In dieser ist die in der Fig.2 mit 17 bezeichnete Lastschalteinheit gezeigt, und zwar in der Fig.4a als Ansicht der Stirnfläche und in der Fig.4b in der Draufsicht auf das Ende der Lastschalteinheit. Wie diese Figuren zeigen, weist die an der Stirnfläche der Lastschaltcinheit 27 befindliche Anschlußvorrichiung zwei Aufnahmeöffnungen für die Kabel 10 und 10' auf. Beide können in der Art der bekannten Kabelsteckvor-

richtungen gestaltet sein.

Die Schalteinheiten können darüber hinaus auch als Leistungsschalter ausgebildet sein. Hierzu eignen sich besondere Vakuumschaltgefäße oder Eindruck-SF₆-Schalter.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

t. Im Erdboden einzubettende, einpolig ausgebildete Schalteinheit für MKtelspannungskabelnetze mit einem länglichen Gehäuse, das, gegenüber diesem isoliert abgestützt, ein in der Längsachse des Gehäuses angeordnetes Schaltelement und eine mechanisch mit dem Schaltelement in gleichachsiger Anordnung gekuppelte, fernsteuerbare Antriebsvorrichtung aufweist und an dessen gegenüberliegenden Enden Kabelsteckvorrichtungen angebracht sind, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß das zylinderförmige Gehäuse (45) einen äußeren Schutzmantel (48), einen Erdungsmantel (47) und eine innere Isolation (46) umfaßt, und daß das Schaltelement (55), dessen Antriebsvorrichtung (54) sowie ein Meßwandler (53) und ein Meldeelement und gegebenenfalls anstelle nicht benötigter Elemente lediglich einen Durchgangsleiter enthaltende Leerelemente (56) und die Kabel-Steckvorrichtungen (51, 57) als in das Gehäuse (45) einführbair^ in gleichachsiger Anordnung durch einheitliche Kupplungsvorrichtungen elektrisch und mechanisch verbindbare Bausteine ausgebildet sind.
2. Schalteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinheiten (17,18,19) an einer Stirnseite eine Kabelsteckvorrichtung für zwei Kabel (10,10') besitzen (F i g. i-a, b).