DE2648964A1

DE2648964A1 - Metallgekapselter sf tief 6 -isolierter schalter, insbesondere hochspannungs- leistungsschalter

Info

Publication number: DE2648964A1
Application number: DE19762648964
Authority: DE
Inventors: Werner Koenig
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1976-10-28
Filing date: 1976-10-28
Publication date: 1978-05-03
Also published as: JPS5354782A; FR2369672A1

Description

BROWIJ, BOVERI L· GIF · AKTIENGESELLSCHAFT ["'.'!"

MA H N H E! M BROWN

Mp.-Nr. 644/76 /, Mannheim, 26.10.-1976

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Metallgekapselter SF^-isolierter Schalter, insbesondere Hochspannungs-Leistungsschalter

Die Erfindung bezieht sich auf einen metallgekapselten, SFg-isolierten Schalter, insbesondere Hochspannungsleistungsschalter, mit mehreren in Kapseln angeordneten Schaltkammern pro Schalterpol.

Hochspannungs-Leistungsschalter sind je nach Nennspannung j und Ausschaltleistung mit einer oder mehreren Schaltkammern j

- es können bis zu sechs sein - pro Schalterpol ausgerüstet.

Es sind Hochspannungs-Leistungsschalter bekanntgeworden, die zur Realisierung der verschiedenen Baugrößen Kapseln unterschiedlicher Abmessungen aufweisen mit einer, zwei oder drei Schaltkammern, wobei für einen Schalterpol mit vier bis sechs Schaltkamraern, zwei Kapseln entsprechender Größe aneinandergeflanscht werden. Die Verwendung von drei verschiedenen Grundtypen von Kapseln erweist sich dabei als relativ aufwendig und teuer.

Bei Schaltern mit mehr als einer Schaltkammer pro Schalt pol sind die Schaltkammern hintereinander angeordnet. Eine neben diesen geführte gemeinsame Schalterantriebsstan-

ge betätigt jeweils über Zwischenglieder die Kontakte. Aus der vorgenannten Anordnung ergibt sich, daß die Schalterantriebsstange in axialer Richtung große Kräfte zu übertragen hat, so daß die aufgrund des Wechselwirkungsgesetzes auftretenden Schaltstöße zur Entstehung von Gehäuseschwingungen führen und die auf dem Schaltergehäuse montierten Isolator-Durchführungen dadurch gefährdet v/erden. Die zur Vermeidung dieser Gefahr notwendigen Maßnahmen bedingen einen weiteren zusätzlichen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungs-Leistungsschalter mit mehreren Schaltkammern pro Schaltpol zu schaffen, deren Anzahl variabel, den verschiedenen technischen Bedingungen angepaßt werden kann, und die über einen reaktionsarmen Antrieb betätigt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in jeder Kapsel beidseitig zu einer mittig und quer zur Längsrichtung der Kapsel verlaufenden Antriebswelle je eine Schalt-" kammer angeordnet ist, deren Schalter-Betätigungsstangen mit der Antriebswelle in Eingriff stehen, daß ferner die An triebswelle an ihren beiden Enden Kupplungselemente aufweist, und daß endlich elektrische Anschlußelemente der Schaltkammern quer zur Längsrichtung der Kapsel angeordnet sind, so daß der Schalterpol bausteinartig aus mehreren Kapseln zusammenfügbar ist, wobei die einzelnen Kapseln elektrisch über die Anschlußelemente verbindbar sind, und daß ein abschließendes U-förmiges Verbindungsteil die beidseitig zu den Antriebswellen liegenden Schaltkammern elektrisch miteinander durchverbindet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

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ZFEVP 4 F 1 (67lia0O0/KE)

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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Verwendung nur eines Kapseltyps im Zusammenhang mit einem U-förmigen, elektrischen Verbindungsteil es möglich ist, die den jeweiligen technischen Bedingungen entsprechende Anzahl der Schaltkammern durch bausteinartiges Zusammenfügen der Kapseln zu erreichen. Dabei wird das U-förrnige Verbindungsteil abschließend an die letzte Kapsel angekuppelt, womit die Schaltkammern elektrisch durchverbunden sind. Durch diese Maßnahme wird vermieden, die abschließende elektrische Verjbindungsleitung zwischen den Schaltkammern in der letzten Kapsel, in diese selbst zu verlegen. Dies hat zur Folge, daß die Kapseln wegen des daraus resultierenden geringeren Isolationsabstandes in ihrer Abmessung kleiner dimensioniert sein können, was mit einer erheblichen Materialersparnis verbunden ist.

Dadurch, daß eine gemeinsame Antriebswelle jeweils zwischen zwei Schaltkammern angeordnet ist, deren Schalterantriebsstangen gleichzeitig in entgegengesetzter Richtung betätigt werden, arbeitet der Antrieb weitgehend reaktionsfrei, d.h. die nach dem Wechselwirkungsgesetz (Gesetz von Aktion und Reaktion) während des Schaltvorganges auftretenden mechanischen Schaltstöße und damit verbundenen schädlichen Gehäuseschwingungen für die auf der Kapsel montierten Isolator-Durchführungen, sind weitgehend vermieden. Damit entfallen die bei den bekannten Schaltern notwendigen, zusätzlichen Maßnahmen zur Vermeidung dieser Mangel. Ferner kann ein Schalter der vorgenannten Ausführung in eine metallgekapselte, SFg-isolierte Schaltanlage integriert werden.

Zwei Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

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ZFUP Λ F 1 (C7(if:000/KE)

Es zeigt

Fig. 1 die Vorderansicht eines Schalterpols eines dreipoligen Hochspannungs-Leistungsschalters mit übereinander angeordneten Kapseln;

Fig. 2. eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Schalterpols;

Fig. 3 die Draufsicht des in Fig. 1 gezeigten Schalterpols;

Fig. 4 die Vorderansicht eines Schalterpols eines dreipoligen Hochspannungs-Leistungsschalter mit nebeneinander angeordneten Kapseln;

Fig. 5 eine Seitenansicht des in Fig. 4 dargestellten Schalterpols;

Fig. 6 die Draufsicht des in Fig. 4 gezeigten Schalterpols.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen einen Schalterpol eines dreipoligen Hochspannungs-Leistungsschalters in metallgekapselter, SFg-Gas-isolierter Bauweise. Dieser Schalterpol ist aus insgesamt drei übereinander stehenden Kapseln 1,2 und 3 aufgebaut, in denen, sich gegenüberliegend, je zwei Schaltkammern 4 und 5 befinden. Dabei liegen die Schaltkammern 4 und 5 beidseitig zu einer Antriebswelle 6, wobei die Schalterbetätigungsstangen 7 und 8 einer jeden Schaltkammer mit der Antriebswelle 6 über sich gegenüberliegende Hebel 9 und 10 verbunden sind. Wie aus der Fig. 3 zu erkennen ist, liegen die beiden Schaltkammern 4 und 5 nicht auf einer Achse, sondern sind um das Maß gegeneinander versetzt, welches der Lange der Hebel 9 und 10 entspricht. Der Grund hierfür wird weiter unten näher erläutert. Schaltkammern und Antriebswelle 6 sind ebenso wie die Hebel 9 und 10 bei allen weiteren Kapseln 2 und 3 in gleicher Weise angeordnet und angebracht .

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Jede einzelne Kapsel besitzt wie aus den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist, Flansche 11 .und 12, bzw. 13 und 14, welche elektrische Anschlußelemente 15 aufweisen, mittels denen je zwei Kapseln miteinander elektrisch verbindbar sind. Die Antriebswellen 6 besitzen an ihren freien Enden Kupplungsteile 16 und 17» niit denen die Antriebswellen 6 der einzelnen Kapseln gekuppelt werden können. An der Oberseite der aus den einzelnen Antriebswellen 6 zusammengesetzten Antriebswelleneinheit greift ein Antrieb 34 an, der als mechanischer oder hydraulischer Antrieb ausgebildet sein kann und dessen Verbindung zur Antriebswelleneinheit in an sich bekannter,-hier nicht weiter dargestellter Weise erfolgt.

Während die unten liegenden Flansche 11 und 12 bzw. 13 und 14 zur Verbindung zur nächsten Kapsel dienen, sind die oberhalb der Kapsel 1 angeordneten Anschlußflansche, die die Bezugsziffer 18 und 19 tragen» zur Aufnahme von Durchführungen 20 und 21 ausgebildet. Die Flansche 22 und 23 > die auf der Unterseite der Kapsel 3 angeordnet sind, dienen zur Befestigung eines U-förmigen Verbindungsstückes 24, welches ebenfalls eine Metallkapselung 25 aufweist und innerhalb dem ein Stromwandler 29 vorgesehen ist. Die drei Kapseln sind nun so übereinander angeordnet, daß die einzelnen Schaltkamraern auf jeder Seite der Antriebswelleneinheit in Reihe geschaltet sind, wobei die in der untersten Kapsel 3 angeordneten Schaltkammern mittels des U-förmigen Verbindungsstückes 24 durchverbunden sind. Damit ergibt sich ein Stromfluß in Pfeilrichtung A; herkommend von der Durchführung 20 fließt der Strom über die Schaltkammer 5 der Kapsel 1, die Anschlußelemente an der Flanschung 13/14 zur nächsten Schaltkammer; von dort über die entsprechenden Anschlußelemente zwischen der Kapsel 2 und 3 zu der in der Zeichnung rechts dargestellten Schaltkammer der Kapsel

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Sodann fließt er über das Verbindungsstück hinüber zur linken Seite der Antriebswelle und von dort über die einzelnen Schaltkammern hinauf zur Durchführung 21.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind beidseitig zu den Schaltkammern 4 und 5 Steuerkondensatoren 26 und 27 angeordnet.

Wie in der Fig. 1 dargestellt, ist an der Kapsel 1 zusatz-

lieh ein Spannungswandler 28 angeflanscht; dieser Spannungs- j wandler ist in Achsrichtung der Kapsel 1 -ausgerichtet und ! stirnseitig auf die Kapsel 1 aufgeflanscht. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, besteht jede Kapsel aus einem zylinderförmigen Teil 1a, welches links mittels eines Flansches 1b, ! und wie bei der Kapsel 2 gezeigt rechts mit einem Deckel 2c verschlossen ist. Gleiches gilt auch für die Kapsel 3·

I Mittels Auflagerungsfüßen 30, die am U-förmigen Verbindungs- ! stück 24 befestigt sind_s wird die Einheit auf dem Boden j befestigt. j

Durch die besondere Ausgestaltung und Anordnung von Antriebswelle 6 zu Schalterbetätigungsstangen 7 und 8 wird ein weitgehend reaktionsfreier Antrieb erzeugt, da bei einer Verdrehung der Antriebswelle 6 gleichzeitig die beweglichen Kontaktstücke 31 und 32 jeder Schaltkammer betätigt werden. Dabei bewegen sich die beweglichen Kontakte der beiden Schaltkammern aufeinander zu, so daß aufgrund der Gesetzmäßigkeit actio = reactio die einzelnen, von den beweglichen Kontaktstücken und den zugehörigen Massen auf das Fundament übertragenen Kräfte gegenseitig sich aufheben. Die Flansche 1b,2b,2c etc. sind als Montageflansche ausgebildet; auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die Schaltkammern ohne weiteres auszubauen und wieder einzu-

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bauen. Auch am U-förmigen Verbindungsstück oder Verbindungsteil 24 ist ein Montageflansch 33 vorgesehen, der zur Demontage bzw. Montage des Stromwandlers 26 dient.

Wie man aus der Fig. 1 erkennt, sind die drei Kapseln 1,2 und 3 im Prinzip völlig gleich aufgebaut; lediglich bei der Kapsel 1 ist der Spannungsv/andler 28 befestigt; ansonsten bestehen keine Unterschiede, so daß durch Zufügung v/eiterer Kapseln Schalterpol mit noch mehr Schaltstellen bzw. Schaltkontakten hergestellt werden können. Es hat sich herausgestellt, daß zweckmäßigerweise zwei bis sechs derartiger Kapseln übereinander bzw. wie in der Fig. 4 und 5 dargestellt; nebeneinander angeordnet werden können.

Die Figuren 4 bis 6 zeigen nun eine andere Ausgestaltung bzw. eine andere Anordnung. Während die Kapseln 1 bis 3 übereinander angeordnet sind, wobei die einzelnen Antriebswellen 6 fluchten und so eine gemeinsame Antriebswelleneinheit bilden, sind gemäß Ausgestaltung der Fig. 4 drei Kapseln 41,42 und 43 nebeneinander angeordnet. Zu diesem Zwecke sind die elektrischen Anschlußelemente, die in der Fig. 1 parallel zu den

Antriebswellen verlaufend gezeichnet sind, quer zur Antriebs- I welle 47 (vergl. Fig. 5) jeder einzelnen Kapsel angeordnet. Dies bedeutet, daß jeder Kapsel gleichzeitig auch ein eigener Einzelantrieb 44,45 und 46 zugeordnet sein kann (wie dargestellt), der direkt auf die Antriebswellen 47 wirkt. Die Schaltkammern in Fig. 4 können jedoch auch um 90° gedreht werden, wobei die einzelnen Antriebswellen wieder fluchten und so wie in Fig. 1 schon beschrieben, eine gemeinsame Antriebswelleneinheit bilden mit einem gemeinsamen Antrieb. Die Durchverbindung 24 wird selbstverständlich auch um 90° gedreht. Der Spannungswandler sitzt dann stirnseitig an der Kapsel, wie in Fig. 1 schon dargestellt und beschrieben. Der übrige Aufbau ist im Prinzip der gleiche wie der bei dem

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- χ - 44

Schalterpol gemäß der Fig. 1; so ist auch das in gleicher Weise ausgebildete U-förmige Verbindungsstück 24 zur elektrischen Durchverbindung vorgesehen. Die elektrische Schaltungsanordnung und die elektrische Verbindung zeigt die Fig 6; die drei Kapseln 41,42 und 43 sind an den elektrischen Anschluß el em ent en, die die gleichen Bezugsziffern besitzen wie die gemäß der Fj.g. 1, da sie ja auch gleich ausgebildet sind, nämlich die Bezugsziffer 12 miteinander so verbunden, daß die Schaltkammern links und rechts der Antriebswellen in Reihe geschaltet sind und über das Verbindungsteil 24 durchνerbunden sind.

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eerseite

Claims

Mp.-Nr. 644/76

Ansprüche

1\ Metallgekapselter, SFg-isolierter Schalter, insbesondere ; Hochsparmungs-Leistungsschalter, mit mehreren in Kapseln ' angeordneten Schaltkammern pro Schalterpol, dadurch ge- j kermz eichη et, _ daß in jeder Kapsel beidseitig zu einar !

j mittig und quer zur Längsrichtung der Kapsel verlaufen- I den Antriebswelle (6) je eine Schaltkammer (4,5) ange- |

ordnet ist, deren Schalter-Betätigungsstengen (7»Ώ) mit '■

der Antriebswelle in -Eingriff stehen, daß ferner die Antriebsv/eile an ihren beiden Enden Kupplungselerneute auf v/eist, und daß endlich elektrische Ans chluß elemente (15) der Schaltkammern quer zur Längsrichtung der Kapp?el angeordnet sind, so daß der Schalterpol baufsteinax^tig aus mehreren Kapseln zusammenfügbar ist, wobei die einzelnen Kapseln elektrisch über die Anschlußelernente verbindbar sind, und daß ein abschließendes U-förmiges Verbindungsteil (24) die beidseitig zu den Antriebswellen liegenden Schaltkammern elektrisch miteinander durchverbindet.
2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Einzelelemente ausgebildeten Kapseln des Schalterpols in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind, wobei die Antriebswelle jeder Kapsel von einem Einzelantrieb angetrieben ist.

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BAD ORIGINAL

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3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Einzelelemente ausgebildeten Kapseln (i) des Schaltpols in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind, wobei die Antriebswellen miteinander zu einer gemeinsamen Antriebseinheit gekuppelt sind, und daß ferner die Antriebswellen mittels wenigstens eines Antriebes angetrieben sind.
4. Elektrischer Schalter.nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Einzelelemente ausgebildeten Kapseln in einer Ebene übereinander angeordnet sind und daß die Antriebswellen miteinander zu einer gemeinsamen Antriebseinheit gekuppelt sind, und daß ferner die Antriebswelleneinheit mittels wenigstens eines Antriebes angetrieben sind.
5. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Einzelelemente ausgebildeten Kap- I sein (1) des Schalterpols in einer Ebene übereinander an- j

geordnet sind, wobei die Antriebswellen jeder Kapsel von einem Einzelantrieb angetrieben sind.
6. Elektrischer Schalter nach einem der vorigen Ansprüche, mit wenigstens drei Kapseln, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die Antriebswelleneinheit an einer der zwischen den beiden äußeren liegenden Kapseln angreift.

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7. Elektrischer Schalter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem U-förrnigen, elektrischen Verbindungsteil(24) ein Stromwandler (29) angeordnet ist.
8. Elektrischer Schalter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlußelemente (15) der Kapseln als Steckkontakte ausgebildet sind.

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