DE2644983A1

DE2644983A1 - Schalter- und erderanordnung

Info

Publication number: DE2644983A1
Application number: DE19762644983
Authority: DE
Inventors: Rene Cothier
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1975-10-13
Filing date: 1976-10-06
Publication date: 1977-04-21
Also published as: FR2328313A1; DE2644983C2; CH601925A5; FR2328313B1; DE7631193U1

Description

CEM 1447 PL

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BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

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Schalter- und Erderanordnung

Die vorliegende Erfindung "betrifft eine Schalter- und Erderanordnung, insbesondere für eine vorgefertigte Zelle einer öffentlichen Versorgungsstelle der Mittelspannung, mit einem Schalter, der feste Kontakte und dieselbe Anzahl von beweglichen Kontakten enthält, mit einem Erder, der dieselbe Anzahl von festen Eontakten enthält wie die Anzahl der festen Kontakte des Schalters, und mit einem beweglichen Kontakt, der mit allen festen Kontakten des Srders einschalten kann, wobei die beweglichen Kontakte des Schalters und der bewegliche Kontakt des Erders unabhängig voneinander, jedoch in einer vorbestimmten Reihenfolge mit je einer Betätigungswelle betätigt werden können.

üin typisches Eeispiel einer vorgefertigten Zelle einer

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einer öffentlichen "Versorgungsstelle der Kittelspannung (z.B. 24 000 V) enthält unter Anderem einen Eintritt und einen Austritt der Kabel, ein Sammelschienensystem, das eine Anzahl der Sarainelschienen enthält, die der Anzahl der Kabel am Eintritt oder am Austritt entspricht (z.B drei Sainmelschienen für ein Dreiphasennetz), einen Schalter, der die Verbindung oder die Unterbrechung der Verbindung der Kabel am Eintritt oder am Austritt mit den Sammelschienen des Saminelschienensystems erlabt, und einen Srder, der die Erdung der -Kabel am Eintritt oder am Austritt ermöglicht, wobei der Schalter und der Erder unabhängig voneinander betätigt werden können, jedoch in einer vorbestimmten Reihenfolge gemäss den Bedienungsbedingungen. Ferner sind Blockierungsmittel vorgesehen, die eine falsche Betätigung des Schalters und des Srders verhindern sollen. Alle Elemente sind in einem metallischen, · geerdeten Schrank oder in einer gleichartigen Kabine angeordnet und mehrere solche Kabinen sind nebeneinander in einer öffentlichen Versorgungsstelle angeordnet und miteinan'der durch ein Sammelschienensystem verbunden.

Bisher wurden die genannten SLsmente in der Luft im Inneren der Kabine angeordnet und die Distanzen unter den verschiedenen Phasen des Netzes untereinander und in bezug auf die Erde mussten ausreichend gross sein,, um das Material unter Schaltüberspannungen halten.zu können. Die Kabinen mussten also grosse Abmessungen aufweisen und entsprechend mussten auch die Räume für die Kabinen di-

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, mensioniert werden. In bezug auf den Preis der Konstruktion versucht man möglichst die Abmessungen der Bedienungsräume zu reduzieren, insbesondere auf den Grundstücken mit Wohnhäusern. Es wurden darum Versuche gemacht, die Dimensionen der Kabinen zu verkleinern» Durch Reduzierung der Distanzen unter den verschiedenen Phasen wurden schon Schalter, insbesondere Abschalter geschaffen, bei denen die unter Spannung stehenden Elemente in einem wasser-. dichten Gehäuse angeordnet sind, das mit einem isolierenden, gasförmigen oder flüssigen Körper gefüllt ist, z.B. mit OeI oder mit einem isolierenden Gas unter Druck.

Wenn man jedoch einen Schalter einer vorgefertigten Zelle einer öffentlichen Versorgungsstelle der Mittelspannung in ein mit einem isolierenden, gasförmigen oder flüssigen Körper gefülltes Gehäuse anordnet, bleibt eine bestimmte Anzahl von Elementen unter Spannung, insbesondere die festen Kontakte des Erders und verschiedene Anschlussklemmen in der Luft, so dass unter diesen Elementen und zwischen den Elementen und der Erde verhältnismässig grosse Entfernungen gehalten werden müssen«, Die Reduktion der Dimensionen der Kabinen,-welche infolge der Anordnung des Schalters im wasserdichten Gehäuse erwartet wurde, war also ziemlich begrenzt.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen_? welche die Nachteile des Bekannten nicht aufweist und eine wesentliche Reduktion der Abmessungen ermöglicht-,

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Die vorgenannte Aufgabe wird bei einer Schalter- und Erderanordnung, insbesondere für eine vorgefertigte Zelle einer öffentlichen Versorgungsstelle der Hittelspannung, mit einem Schalter, der feste Xontakte und dieselbe Anzahl von beweglichen Kontakten enthält, mit einem Erder, · der dieselbe Anzahl von festen Kontakten enthält wie die Anzahl der festen Kontakte des Schalters, und mit einem beweglichen Kontakt, der mit allen festen Kontakten des Erders einschalten kann, wobei die beweglichen Kontakte des Schalters und der bewegliche Kontakt des Erders unabhängig voneinander, jedoch in einer vorbestimmten Reihenfolge mit je einer Betätigungswelle betätigt v/erden können, erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Schalter und der Erder in demselben wasserdichten Gehäuse aus einem Isoliermaterial angeordnet sind, wobei das Gehäuse

Isoliermit einem flüssigen oder gasförmigen''körper gefüllt ist und eine Wanddurchführung für 3ede der Betätigungsv/ellen des Schalters und des Erders, eine wasserdichte Anschlussklemme für jeden der festen Kontakte und der beweglichen Kontakte des Schalters und eine Erdklemme für den beweglichen Kontakt enthält, und dass die entsprechenden festen Kontakte des Erders und des Schalters in dem Gehäuse miteinander verbunden sind.

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass die Isolierungentfernungen in einem isolierenden, gasförmigen oder flüssigen Körper wesentlich kleiner

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sein können, wobei die vorliegende Erfindung eine besonders kompakte Konstruktion ermöglicht. Alle Teile, die empfindlich gegenüber Ueberspannungen sind, welche verschieden verursacht werden können, sind vollkommen isoliert, und.zwar im Inneren eines verhältnismässig kleinen Gehäuses, Damit wird auch eine vorteilhafte Verkleinerung der Abmessungen der Kabinen einer öffentlichen ,Versorgungsstelle der Hittelspannug ermöglicht.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Gehäuse durch

ist zwei aus Giessharz hergestellte Schalen gebildet-fdie vorzugsweise als eine obere und eine unter Schale ausgeführt sind und miteinander wasserdicht verbunden sind, dass die festen Kontakte des Schalters und des Erders, die durch zylindrische leiter gebildet sind, sich vom Boden der unteren Schale vertikal erstrecken, die entsprechenden festen Kontakte des Schalters und des Erders miteinander in der Masse des genannten Bodens verbunden sind und dass die beweglichen Kontakte des Schalters und des Erders und Betätigungsorgane, die den beweglichen Kontakten beigeordnet sind, in der oberen Schale angeordnet sind. Es ist zweckmässig, wejin der flüssige oder gasförmige Isolierkörper durch SiV unter Druck gebildet ist. Hach einer weiteren Ausgestaltung ist im Inneren des wasserdichten Gehäuses ein nicht wasserdichter Behälter befestigt^, der aktiviertes Aluminiumoxyd enthält.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfin- ^; dungsgegenstandes vereinfacht dargestellt.

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Es zeigt

Pig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine "beispielsweise

Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, Fig. 2 den vertikalen Schnitt II-II aus Pig. I, Pig. 3 den horizontalen Schnitt III-III aus Pig. 2 und Pig. 4 eine Ansicht von oben auf den unteren Teil der in der Pig. 1 dargestellten Anordnung nach der V/egnahme des oberen Teiles.

Die dargestellte Schalter- und Erderanordnung enthält ein Gehäuse 1, das durch eine obere Schale 2 und eine untere Schale 3 gebildet ist. Die Schalen 2, 3 bestehen aus Giessharz und sind miteinander wasserdicht verbunden. Zu diesem Zweck ist jede Schale 2, 3 mit einem Plansch 2a, 3a versehen. Die Plansche 2a, 3a enthalten Bohrungen 2b, 3b, so dass sie mit vier nicht dargestellten Schrauben verbunden sein können. Zwischen den Planschen 2a, 3a ist eine ringförmige Dichtung 4 angeordnet, die in einer Rille liegt, welche in der Anschlussfläche des Plansches 3a ausgeführt ist.

Ein Dreiphasenschalter 5 und ein Erder 6 sind benachbart

im Inneren des Gehäuses 1 angeordnet. Der Dreiphasenschalter enthält drei feste Kontakte, die je durch den oberen Teil der drei zylindrischen Leiter 7 gebildet sind, welche sich vertikal von dem Boden der schale 3 erstrecken» Auf ähnliche Weise enthält der Erder 6 drei feste Kontakte, die je durch den oberen Teil der drei zylindrischen Leiter 8 gebildet sind', welche sich vertikal vom Boden der Scha-

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Ie 3 erstrecken. Die unteren Teile der Leiter 7, 8 sind in die Masse des Harzes versenkt, die den Boden der Schale 3 bildet, und sind zu zweien so miteinander verbunden, dass ;jeder Leiter 8 mit einem entsprechenden Leiter 7 verbunden ist. Jeder untere Teil eines Leiters 8 enthält eine seitliche Verlängerung 8a, die ebenfalls in die Masse des Giessharzes versenkt ist, die den Boden der Schale bildet, und endet in einer wasserdichten Anschlussklemme

9, die als einsteckbar und abbrandfest ausgeführt seitlich der Schale 3 angeordnet ist.Die drei Verlängerungen 8a und die drei entsprechenden Anschlussklemmen sind parallel angeordnet, so dass sie ein gleichzeitiges Einschalten der drei ergänzenden 'Anschlussklemmen erlauben, die an den Enden der drei Kabel mit einer thermoplastischen Isolation angeordnet sind.

An jede Verlängerung 8a ist femer ein kapazitiver Teiler 10' angeklemmt, der in die den Boden bildende Masse des Giessharzes versenkt ist und mit einem Niederspannungsausgang II¹ verbunden ist, an den eine die Spannung signalierende Kontrollampe angeschlossen sein kann.

Der Schalter 5 enthält ferner drei bewegliche Kontakte

10, von denen nur ein Kontakt 10 in Pig. I sichtbar ist. Die beweglichen Kontakte 10 kann man vorteilhaft so realisieren, wie das in der an. demselben Tag eingereichten parallelenJPatentanrneldung derselben Anmelderin: »Anordnung zur mehrphasigen Kommutierung in einem iso-

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lierenden Druckgas" ( CEM 1451) beschrieben und dargestellt ist. Jeder bewegliche Kontakt 10, der als einsteckbar ausgeführt ist, kann über den zylindrischen Leiter 11 gleiten, mit dem er kontinuierlich im elektrischen Kontakt steht und leoaxial mit dem entsprechenden Leiter 7 liegt. Ferner ist jeder bewegliche Kontakt Io in einem Isolierzylinder 12 angeordnet, und zwar in der Nähe eines der Enden des Isolierzylinders 12, der über einen festen Kolben 13 gleiten kann, der koaxial mit dem zylindrischen Leiter 11 angeordnet ist. Daher erfüllt jeder Zylinder 12 gleichzeitig die !Funktion eines Beblasugszylinders, einer Unterbrechungskammer und eines Trägers der beweglichen Kontakte.

Die drei Zylinder 12 sind einstückig aus Giessharz hergestellt und an einer Seite ist eine Lagerung 14 ausgebildet, die zum Empfangen eines Endes des Betätigungsarmes 15 zur Betätigung der beweglichen Kontakte 10 bestimmt ist. Das andere Ende des Betätigungsarmes 15 ist rotationsfähig an eine Betätigungswelle 16 montiert und dient zur Betätigung der beweglichen Kontakte des Erders 6, wie es unten ausführlich beschrieben ist. Der Betätigungsarm 15 kann mit einer Gelenkariordnung betätigt werden, die durch einen Arm 17, der starr mit einem Ende der Betätigungswelle 18 verbunden ist, und durch eine Pleuelstange 19 gebildet ist, wobei die Pleuelstange 19 mit ihren Enden mit dem Betätigungsarm 15 und dem Arm 17 gelenkig verbunden ist (Fig. 1). Ein wasserdichter

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Durchgang 20 (Fig. 3) ist für die Welle 18 in der seitlicnen Wandung der oberen Schale 2 ausgeführt. Ein Betätigungsgriff 21 ist mit dem äusseren Ende der Welle 18 fest verbunden.

Jeder der drei zylindrischen Leiter 11 weist in seinem oberen Ende eine Verlängerung 11a, die in die Masse des Giessharzes versenlctjist, die den oberen Teil der Schale 2 bildet, und elektrisch mit einer wasserdichten Anschlussklemme 22 verbunden ist, die im oberen Teil der Schale 2 ausgebildet ist (Pig. 1 und 2).

Die drei wasserdichten Anschlussklemmen 22 können vorzugsweise so realisiert werden, wie das in der an demselben Tag eingereichten parallelen Patentanmeldung derselben Anmelderin: " Elektrische Vorrichtung, insbesondere Ausschalter, Isolierungstrennschalter oder Abschalter" ( CEM.1452) beschrieben und dargestellt ist. Jede Anschlussklemme 22 ist durch ein vergefertigtes Segment 25 der Sammelschiene gebildet, das mit der Verlängerung 11a des Leiters 11 elektrisch verbunden ist und in die Masse des Giessharzes versenkt während des Gussformen gleichzeitig mit der oberen Schale 2 des Ge-

häuses 1. Die drei vorgefertigten Segmente 23 der -Sammelschiene sind in einer vorbestimmten Entfernung voneinander parallel angeordnet, wobei die vorbestimmten Entfernungen wesentlich, kleiner sind als bei einer Anordnung in der Luft« Perner sind die Enden jedes Segmentes 23 der Sammelschiene blank gelassen, um ihre elektrische Verbindung mit den Segmenten 23 einer gleichartigen angrenzen-

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den Anordnung zu ermöglichen, z.B. mittels eines Verbindungsteiles 24, der mit einer Isolationshülse gedeckt ist. Die Segmente 23 der Sammelschiene, die auf diese Weise zusammengefügt sind, können die bisher gewohnheitsmässig verwendeten Sammelschienensysteme für die öffentlichen Versorgungsstellen der Mittelspannung ersetzen.

Der Erder 6 enthält drei bewegliche einsteckbare Kontakte 26, die koaxial mit je einem der drei zylindrischen Kontakte. 8 gerichtet sind und miteinander mechanisch und elektrisch mit einem leitenden Teil 27 verbunden sind* Dieser Teil 27 trägt einen v/eiteren aufsteckbaren Kontakt 28, der ständig mit einem zylindrischen leitenden Kontaktstift 29 im Kontakt steht, über den er gleiten kann und sich vertikal vom Boden der Schale 3 erstrekt. Das untere Ende des Kontaktstiftes 29 ist in die den Boden der Schale 3 bildende Masse des Giessharzes versenkt und geht durch diesen Boden, um eine Erdklemme 30· zu bilden.

Der leitende Teil 27 kann mit einer Gelenkanordnung, ι die durch zwei Arme 31 (Fig. 1 und 3), welche starr mit der Betätigungswelle'16 verbunden sind, und durch zwei Pleuelstangen 32, deren Enden gelenkig mit dem leitenden Teil 27 und dem Arm 31 verbunden sind, in die vertikale Richtung versetzt·werden. Sin nicht dargestellter wasserdichter Durchgang, der gleichartig mit dem wasserdichten Durchgang 20 für die Betätigungswelle 18 ist, ist in der seitlichen Wandung der Schale 2 für die Betätigungswelle -16 ausgeführt. Die vertikalen Bewegungen

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des leitenden Teiles 27 sind gleichzeitig mit dem Kontaktstift 29 und mit der Führungsstange 33 gesteuert, die in einer blinden Bohrung, die in der Führung 34 ausgeführt ist, gleiten kann. Die Führung 34 erstreckt > sich vertikal vom Boden der Schale 3.

Das Gehäuse ist in an sich bekannter Weise mit einem isolierenden, gasförmigen pder flüssigen Körper gefüllt, vorzugsweise mit einem isolierenden Gas, z.B. mit Schwefelhexafluorid (SFg) e Um das Füllen des Gases in das ■ Gehäuse zu ermöglichen, ist ein nicht dargestelltes Füllungsventil vorgesehen. Fig_e 1 zeigt einen nicht wasserdichten Behälter 35, der im Inneren des Gehäuses 1 befestigt unter der oberen Wandung der Schale 2 ist. Dieser Behälter 35 enthält eine Wand, die entweder perforiert oder als ein Gitter ausgeführt ist, um den Eintritt und den Austritt des Gases (SFg) zu ermöglichen. Im Behälter 35 ist aktiviertes Aluminiuraoxyd angeordnet, das gleichzeitig als ein Entwässerungsmittel und ein Regenerator für SFg dient .

Der Gegenstand der Erfindung erlaubt eine Realisation von extrem kompakten vorgefertigten Elementen, wobei die gegenüber den Ueberspannungen empfindlichen Teile vollkommen im Gas isoliert sind.

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Claims

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Patentansprüche

Λ Schalter- und Erderanordnung, insbesondere für eine vorgefertigte Zelle einer öffentlichen Versorgungsstelle der Mittelspannung, mit einem Schalter, der feste Kontakte und dieselbe Anzahl von beweglichen Kontakten enthält, mit einem Erder, der dieselbe Anzahl von festen Kontakten enthält wie die Anzahl der festen Kontakte des Schalters, und mit einem beweglichen Kontakt, der mit allen festen Kontakten des Erders einschalten kann, wobei die beweglichen Kontakte des Schalters und der bewegliche Kontakt des Erders unabhängig voneinander, jedoch in einer vorbestimmten Reihenfolge mit je einer Betätigungswelle betätigt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (5) und der Erder (6) in demselben wasserdichten Gehäuse (1) aus einem Isoliermaterial angeordnet sind, wobei das Gehäuse (1) mit einem flüssigen oder gasförmigen Isolierkörper gefüllt ist und eine Wanddurchführung für jede der Betätigungswellen. (16, 18) des Schalters (5) und des Erders (6), eine wasserdichte Anschlussklemme (9f 22) für jeden der festen Kontakte (7) und der beweglichen Kontakte (10) des Schalters (5) und eine Erdklemme (30) für den beweglichen Kontakt (26) des Erders (6) enthältj und dass die entsprechenden festen Kontakte (7, 8) des Erders (6) und des Schalters (5) im Gehäuse (1) miteinander verbunden sind.

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2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) durch zwei aus Giessharz hergestellte Schalen (2, 3) gebildet ist, die vorzugsweise als eine obere (2) und eine untere Schale (3) ausgeführt sind und miteinander wasserdicht verbunden sind, dass die festen Kontakte des Schalters (5) und des Erders (6), die durch zylindrische Leiter (7, 8) gebildet sind, sich vom Boden der unteren Schale (3) vertikal erstrecken, die entsprechenden festen Kontakte (7, 8) des Schalters und des Erders miteinander in der Masse des genannten Bodens verbunden sind und dass die beweglichen Kontakte (10, 26) des Schalters und des Erders und Betätigungsorgane (15-19, 31, 32), die den beweglichen Kontakten beigeordnet sind, in der oberen Schale (2) angeordnet sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige oder gasförmige Isolierkörper durch SPg unter Druck gebildet ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des wasserdichtes Gehäuses (1) ein nicht wasserdichter Behälter (35) befestigt ist, der aktiviertes Aluminiumoxyd enthält.

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