DE2729571C2 - Metal-enclosed, gas-insulated medium-voltage switchgear - Google Patents
Metal-enclosed, gas-insulated medium-voltage switchgearInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft eine metallgekapselte, gasisolierte Mittelspannungsschaltanlage, bestehend aus Schaltzellen, die Lasttrennschalter und gegebenenfalls Erdungsschalter enthalten und äußere elektrische Steckanschlüsse besitzen und weiterhin bestehend aus «> einem mit den Schaltzellen verbundenen, vorgefertigten und auf Stützen ruhenden Sammelschienenkasten.The invention relates to a metal-enclosed, gas-insulated medium-voltage switchgear, consisting of Switching cells that contain switch disconnectors and possibly earthing switches and external electrical Have plug connections and continue to consist of «> a prefabricated busbar box that is connected to the switchgear cubicles and rests on supports.
Die bekannten Schaltanlagen für Mittelspannungsnetze im Bereich von etwa 1—45 kV setzen sich im allgemeinen aus mehreren aneinandergereihten Schalt- 65 zellen zusammen. Neben großräumigen luftisolierten Schaltzellen befinden sich seit längerem auch Kleinschaltanlagen auf dem Markt, die durch die Anwendung fester Isolierstoffe gegenüber den erwähnten großräumigen .Schaltanlagen erhebliche Platzerspärnisse mit sich bringen. Solche in der Rege! mit Lasttrennschaltern ausgerüstete Kleinschaltanlagen werden zum überwiegenden Teil in raumsparenden Transformatbrstationen eingesetzt Als Isolierstoffe gelangen größtenteils duroplastische oder thermoplastische kunststoffe zur Anwendung. Bekanntgeworden sind hauptsächlich zwei Typen von KJeinschaltanlagen; die besonders kompakte, rein feststoffisolierte Anlage und der baulich etwas größere feststoff-luftisolierte Anlagentyp.The known switchgear for medium voltage networks ranging from about 1 to 45 kV contact generally from several lined-up switch 65 cells together. In addition to large-scale, air-insulated switchgear cells, small switchgear systems have also been on the market for a long time which, by using solid insulating materials, save considerable space compared to the large-scale switchgear systems mentioned. Usually like that! Small switchgears equipped with switch disconnectors are predominantly used in space-saving transformer stations. Thermoset or thermoplastic plastics are mostly used as insulating materials. Mainly two types of KJeinschaltanlagen have become known; the particularly compact, purely solid-insulated system and the somewhat larger solid-air-insulated system type.
Außerdem sind gasisolierte, insbesondere SFe-isoIierte Schaltanlagen bekanntgeworden, die vorwiegend für Spannungen ab 72^ kV erstellt wurden.They are also gas-insulated, in particular SFe-insulated Switchgear became known, which were mainly created for voltages from 72 ^ kV.
Eine gasisolierte Schaltanlage, die einige der eingangs genannten Merkmale besitzt ist z.B. aus der FR-PS 22 79 239 bekannt Diese Anlage weist jedoch Merkmale auf, die die Anwendung in raumsparenden Mittelspannungs-Netzstationen nicht zulassen.A gas-insulated switchgear that has some of the features mentioned at the beginning is e.g. from FR-PS 22 79 239 known However, this system has features that make it suitable for use in space-saving medium-voltage network stations not allow.
Insbesondere besitzt die Anlage nach der FR-PS 22 79 239 als Schaltgerät einen Leistungsschalter, der aufgrund seines hohen Gewichtes im Falle der Aufhängung an einem Sammelschienenkasten eine besondere Stütze in Form eines Schaltwagens benötigt oder an einer Gebäudewand befestigt ist Daraus resultiert eine spezielle, auf Lastschaltanlagen nicht übertragbare Anlagenbauweise.In particular, the system according to FR-PS 22 79 239 has a circuit breaker as a switching device, which due to its high weight in the case of suspension on a busbar box a special support in the form of a switching truck is required or is attached to a building wall the result is a special system design that cannot be transferred to load switchgear.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, eine mit Lasttrennschaltern ausgerüstete, fabrikfertige gasisolierte Mittelspannungsschaltanlage zu schaffen, die einen raumsparenden und einfachen, den Zusammenbau erleichternden Aufbau besitzt, eine leichte Austauschbarkeit einzelner Schaltzellen ermöglicht und deren Schaltzellen ohne inneren Eingriff wahlweise als Kabelabgangszellen oder als Transformatorabgangszellen mit Sicherungsabzweig verwendbar sind.The object on which the invention is based was to develop a switch-disconnector equipped with to create prefabricated gas-insulated medium-voltage switchgear, which is a space-saving and simple, Has a structure that facilitates assembly and enables individual switching cells to be easily exchanged and their switching cells without internal intervention either as cable outlet cells or as transformer outlet cells can be used with a fuse feeder.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß gelöst durch die gemeinsame Anwendung der Merkmale, daß die Schaltzellen unmittelbar, mit Abstand voneinander an dem hinter den Schaltzellen angeordneten Sammeischienenkasten befestigt sind, wobei die Gasvolumina von Sammelschienenkasten und Schaltzellen miteinander in Verbindung stehen, daß der unmittelbar auf Stützen ruhende Sammelschienenkasten als gemeinsamer Träger der Schaltzellen dient und daß an den Steckanschlüssen wahlweise Kabelstecker anzuschließender Kabel oder in geschlossenen, getrennt hergestellten Kästen untergebrachte Hochspannungssicherungen kuppelbar sind.This object was achieved according to the invention by the joint application of the features that the Switching cells directly, at a distance from one another on the busbar box arranged behind the switching cells are attached, the gas volumes of the busbar box and switchgear cells with each other are related that the busbar box resting directly on supports as a common The carrier of the switching cells is used and that optionally cable plugs to be connected to the plug connections Cables or high-voltage fuses housed in closed, separately manufactured boxes are connectable.
Die vorgesehene Befestigungsweise der Schaltzellen gestaltet die Herstellung der Anlage einfach, da Sammelschienenkasten und Schaltzellen als einzeln vorgefertigte Teile zusammengebaut werden können. Da die Schaltzellen mit Abstand voneinander am Sammelschienenkasten befestigt werden, ist ein Austausch einzelner Schaltzellen problemlos möglich, indem nur die Verbindung zum Sammelschienenkasten zu lösen ist.The intended method of fastening the switching cells makes the production of the system simple, because Busbar boxes and switchgear cubicles can be assembled as individually prefabricated parts. Since the switchgear cubicles are attached to the busbar box at a distance from one another, they need to be replaced individual switching cells easily possible by only making the connection to the busbar box is to be solved.
Der Abstand zwischen den Schaltzellen ermöglicht zudem eine günstige Antriebsführung.The distance between the switching cells also enables favorable drive management.
Durch Wegfall einer Stütze unterhalb der Schaltzelle kann der hierdurch gewonnene Raum zusätzlich genutzt werden (z. B. zur Unterbringung von Kabelendverschlüssen oder Sicherungen). Die Befestigung der Schaltzellen am Sammelschienenkasten wirkt daher raumsparend. Durch die Verbindung der Gasvolumina von Sammelschienenkasten und Schaltzellen wird inBy eliminating a support underneath the switchgear cubicle, the space gained can also be used (e.g. to accommodate cable terminations or fuses). The attachment of the Switching cells on the busbar box therefore saves space. By connecting the gas volumes of busbar boxes and switchgear cubicles is used in
vorteilhafter Weise je Anlage nur eine einzige Gasdrucküberwachungseinrichtung benötigt.advantageously, only a single gas pressure monitoring device is required for each system.
Schließlich können alle Schaltzellen ohne inneren Eingriff oder sonstige bauliche. Maßnahmen wahlweise für den Anschluß von Kabeln oder eines mit Sicherungen versehenen Transformatorabzweiges verwendet werden.Finally, all switching cells can be used without internal intervention or other structural work. Measures optional Used for connecting cables or a fused transformer feeder will.
Zwar ist aus der FR-PS 22 79 239 bekannt, daß an der Schaltanlage Steckanschlüsse für Kabelstecker ausgebildet sind, jedoch ist nicht erwähnt, daß die Steckanschlüsse derart beschaffen sind, daß mit ihnen wahlweise Kabelstecker oder in geschlossenen, getrennt hergestellten Kästen untergebrachte Hochspannungssicherungen kuppelbar sind.Although it is known from FR-PS 22 79 239 that on the Switchgear plug connections are designed for cable plugs, but it is not mentioned that the Plug connections are designed in such a way that with them either cable plugs or in closed, separately Manufactured boxes housed high-voltage fuses can be coupled.
Durch die Unterbringung der wichtigsten zur Schaltanlage gehörenden Teile in einem gegen die Außenatmosphäre luftdicht verschlossenen, mit Isoliergas gefüllten Raum entsteht eine absolut wartungsfreie, betriebssichere Schaltanlage, da isolationsmindernde und sonstige schädigende Einflüsse wie Staub, Schmutz, Feuchtigkeit, aggressive Bestandteile der Luft, Kfeintiere und dgl. keinen Zugang zu den gefährdeten Anlagenteile/i besitzen. Aufgrund dessen sind spannungsführende und alle anderen korrosionsanfälligen Metallteile innerhalb der Kapselung wirksam gegen Werkstoffzersetzung geschütztBy accommodating the most important parts of the switchgear in one against the Airtightly sealed room filled with insulating gas creates an absolutely maintenance-free, Reliable switchgear, as insulation-reducing and other damaging influences such as dust, dirt, Moisture, aggressive components of the air, car animals and the like. Do not have access to the endangered system parts / i. Because of this, they are live and all other metal parts susceptible to corrosion within the encapsulation Material decomposition protected
Insbesondere der Einsatz in klimatisch stark beanspruchten Freiluft-Transformatorstationen wirkt sich vorteilhaft aus, die die völlige Wartungsfreiheit für den Betreiber eine Entlastung an Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten mit sich bringt Erfolgt der Kabelanschluß zudem noch über vollisolierte Kabelstecker, so liegt kein spannungsführendes Teil an Luft, wodurch optimaler Berührungsschutz besteht und die Verschmutzungsgefahr für den Kabelanschlußbereich aus- ^ geschaltet ist.In particular, the use in climatically heavily used outdoor transformer stations has an advantageous effect, which means that the operator is completely free of maintenance and repair work is relieved of the burden optimal protection against accidental contact is made and the pollution threat to the cable connection area is switched off ^.
Das Vorsehen einer Isoliergasfüllung ermöglicht gleichzeitig eine kompakte Anlagenbauweise mit stark reduzierter Abstellfläche gegenüber herkömmlichen Anlagen. 4UThe provision of an insulating gas filling simultaneously enables a compact system construction with strong reduced storage space compared to conventional systems. 4U
Darüber hinaus kann die Schaltanlage aufgrund der Verwendung eines gasförmigen Isoliermediums kunststoffarm gebaut werden. Die sonst üblichen Sammelschienenisolierungen, Phasentrennwände, Kontaktabdeckungen und dgl. Isolierbauteile können entfallen. ·< r>In addition, the switchgear can be built with little plastic due to the use of a gaseous insulating medium. The otherwise usual busbar insulation, phase partition walls, contact covers and the like. Insulating components can be omitted. · < R >
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung enthalten. Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßer. Schaltanlage ist in der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt Es zeigt ><>Further advantageous refinements of the invention are set out in the subclaims and in the following Description included. An embodiment of the invention. Switchgear is in the drawing shown in principle It shows> <>
F i g. 1 die Ansicht einer aus drei Schaltzellen bestehenden Anlage,F i g. 1 the view of a system consisting of three switching cells,
Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß Linie I-I aus Fig. 1,FIG. 2 is a sectional view along line I-I from FIG. 1,
Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß Linie Ii-II aus F i g. 1 in vergrößerter Darstellung.3 shows a sectional view along line Ii-II from FIG. 1 in an enlarged view.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig.! und 2 besteht die Schaltanlage aus frei mit Absland nebeneinander angeordneten Schaltzeilen mil je einem geschlossenen Metallgehäuse 1. Angeschlossen sind die Kabel 8 einer Ringleitung und ein Transformatorabzweig 11.According to the embodiment of FIG. and 2 the switchgear consists of switchgear panels, each with a closed one, arranged next to each other Metal housing 1. The cables 8 of a ring line and a transformer feeder 11 are connected.
Die im Innern der Metaligehäuse 1 befindlichen Schaltgeräte, z. B. Lasttrennschalter und Erdungsschalter werden über Verbindungsgestänge durch je einen Schalthebel 2, 3 betätigt. Die elektrische Verbindung erfolgt durch Sammelschienen 4, die — festgelegt durch Stützrahmen 6 — in einem geschlossenen Metallkastcn 5 untergebracht sind. Der auf Stützen 7 ruhende Sammelschienenkasten 5 dient gleichzeitig als gemeinsamer mechanischer Träger der Schaitzellen t und ist an diesen über Dichtungen 13 gasdicht befestigtThe switching devices located inside the metal housing 1, e.g. B. Switch-disconnectors and earthing switches are operated via connecting rods by a switch lever 2, 3 each. The electrical connection takes place by busbars 4, which - fixed by support frame 6 - in a closed metal box 5 are housed. The busbar box 5 resting on supports 7 also serves as a common one switch cells t mechanical carrier and is on these fastened in a gas-tight manner via seals 13
An den äußeren Schaitzellen sind die dreiphasigen Ringleitungskabel 8 über einpolige; voliisolierte Steckverbindungen 9 und an der mittleren Schaltzelle mit Hochspannungssicherungen bestückte, aus Metall bestehende Einzelgehäuse 10 vorzugsweise über das gleiche Stecksystem angeschlossen.The three-phase ring main cables 8 are connected to the outer switch cells via single-pole; fully insulated plug connections 9 and on the middle switching cell with High-voltage fuses fitted, individual housing 10 made of metal, preferably via the same connector system connected.
A.üch das zum Transformator führend», dreiphasige Kabel 11 ist über Steckverbindungen 9 an die Sicherungskasten 10 angeschlossen.The three-phase cable 11 leading to the transformer is connected to the Fuse box 10 connected.
Schaltzellen 1, Sammelschienenkasten 5 und Sicherungskasten 10 sind mit einem Isoliergas, beispielsweise SFe, gefüllt, das unter einem geringen Oberdruck, vorzugsweise bis 0,2 bar, stehen kann. Je nach Druckhöhe empfiehlt sich das Vorsehen einer mechanischen Verstärkung der Metallkapselungen, z. B. durch Profilgebung der Gehäusewände. Der Inhalt des Sammelschienenkastens 5 steht über eine Öffnung im Anflanschbereich mit dem Volumen jeder Schaltzelle 1 in Verbindung.Switching cells 1, busbar box 5 and fuse box 10 are filled with an insulating gas, for example SFe, which is preferably up to 0.2 bar. Depending on the pressure level, it is advisable to provide a mechanical one Reinforcement of the metal enclosures, e.g. B. by profiling the housing walls. The content of the The busbar box 5 is connected to the volume of each switching cell 1 via an opening in the flange area in connection.
Die in den Schaltzellenfrontwänden gasdicht eingelassenen Sichtscheiben 14 dienen zur Kontrolle des Schaltzustandes der in den Schaltzellen befindlichen Schaltgeräte. Zur Gasdruckkontrolle befindet sich z. B. am Sammelschienenkasten 5 zwischen zwei Schaltzellen ein Druckanzeiger 12 und ein Gasfüll- bzw. Entnahmeventil 36.The viewing panes 14, which are inserted gas-tight in the front walls of the switchgear cubicle, are used to control the Switching status of the ones in the switching cells Switchgear. For gas pressure control is z. B. on the busbar box 5 between two switching cells a pressure indicator 12 and a gas filling or extraction valve 36.
Da die Verbindung zwischen den einzelnen Metallkästen durch elektrisch isolierende Gasdichtungen erfolgen kann, empfiehlt sich eine Verbindung aller Kästen durch eine — hier nicht gezeichnete — gemeinsame Erdungsleitung, in die vorzugsweise die Stütze 7 integriert istBecause the connection between the individual metal boxes is made by electrically insulating gas seals can, it is advisable to connect all boxes through a joint - not shown here Earthing line, in which the support 7 is preferably integrated
F i g. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den mittleren Anlagenteil.F i g. 3 shows a longitudinal section through the central part of the system.
Die in Fi g. 1 und 2 gewählten Bezugszeichen wurden zur Bezeichnung gleicher Teile übernommen.The in Fi g. 1 and 2 chosen reference numerals have been adopted to denote the same parts.
Gemäß F i g. 3 befinden sich innerhalb des Metallgehäuses 1 ein mehrpoliger Lasttrennschalter mit Löschkammern 15 und ein Erdungsschalter 16. Jeder der beweglichen Schaltstifte 17 des Lasttrennschalters ist mit flexiblen Anschlußleitungen 18 versehen, die die Verbindung zu den Sammelschienen 4 herstellen.According to FIG. 3 are located within the metal housing 1 with a multi-pole switch disconnector Arcing chambers 15 and an earthing switch 16. Each of the movable switching pins 17 of the switch-disconnector is provided with flexible connection lines 18 which establish the connection to the busbars 4.
Die beweglichen Schaltstifte 17 sind an einer gemeinsamen, z. B. aus Gießharz bestehenden Isoliertraverse 19 befestigt. Von der Isoliertraverse 19 ist eine Antriebsstange 20 durch einen Faltenbalg 21 gasdicht herausgeführt Die Antriebsstange 20 ist außerhalb der Schaltzelle über ein Kurbelgestänge 22 mit dem Bedienungshebel 3 verbunden.The movable switching pins 17 are at a common, z. B. made of cast resin insulating crossbar 19 attached. A drive rod 20 of the insulating crosspiece 19 is gas-tight by means of a bellows 21 The drive rod 20 is outside the switching cell via a crank linkage 22 with the Control lever 3 connected.
Von der Erderwelle ist ebenfalls eine Antriebsstange 20' durch einen Faltenbalg 21' gasdicht nach außen geführt und dort über ein Kurbelgestänge 22' mit dem äußeren Bedienungshebel 2 verbunden (siehe auch Fig. 1).A drive rod 20 'is also connected to the earth shaft by a bellows 21' in a gas-tight manner to the outside guided and there connected via a crank linkage 22 'to the outer operating lever 2 (see also Fig. 1).
Die Antriebswellen jeder Schaltzelle sind gegebenenfalls mitsamt einem Federsprungantrieb in einem starren, mit den Seitenwänden verschweißten Rohr 35 gelagert (siehe auch Fig. 1). Dadurch wird gleichzeitig eine Deformierung der Seitenwänden bei hohem Gasdruck verhindert.The drive shafts of each switching cell are possibly combined with a spring drive in one rigid tube 35 welded to the side walls (see also FIG. 1). This will be at the same time prevents deformation of the side walls at high gas pressure.
Die Löschkammern 15 sind über einzelne Isolierstoff-Zwisci.enstücke 24 am Metallgehäuse 1 befestigt. Die elektrische Verbindung vom Kontakt der als Steckeraufnahmeteil ausgebildeten Durchführung 25 zu Lasttrennschalter und Erdungsschalter 16 erfolgt über Metallschienen 26,27. wobei die auf einem IsolierstützerThe quenching chambers 15 are via individual insulating material Zwisci.enstücke 24 attached to the metal housing 1. The electrical connection from the contact as the connector receiving part trained implementation 25 to switch disconnectors and earthing switch 16 takes place via Metal rails 26,27. being on an insulating post
33 befestigte Schiene 27 gleichzeitig als Einschlagkontakt für den Erdungsschalter 16 ausgebildet ist.33 attached rail 27 is designed as a strike contact for the earthing switch 16 at the same time.
Die mit Hochspannungssicherungen 23 bestückten Sicherungskästen 10 sind vollständig gekapselt und besitzen als Ein- und Ausgang gasdichte Durchführungen, die als Stecker 28 bzw. als Aufnahmeteile 29 fürThe fuse boxes 10 equipped with high-voltage fuses 23 are completely encapsulated and have gas-tight feedthroughs as input and output, which are used as plugs 28 or as receiving parts 29 for
Die Sicherungsaufnahmekontakte 30 ruhen auf Stülzelemenien 31, welche aus Isolierstoff bestehen und am Sicherungsgehäuse 10 befestigt sind. Die Verbindung zwischen Sicherungsaufnahmekontakten 30 und den Durchführungen 28,29 erfolgt über Schienen 32,34.The fuse receiving contacts 30 rest on Stülzelemenien 31, which are made of insulating material and are attached to the fuse housing 10. The connection between fuse receiving contacts 30 and the bushings 28,29 are carried out via rails 32,34.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| OAP | Request for examination filed | ||
| OD | Request for examination | ||
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| OI | Miscellaneous see part 1 | ||
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Owner name: FRITZ DRIESCHER KG SPEZIALFABRIK FUER ELEKTRIZITAE |
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| AH | Division in |
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