DE2729571C2

DE2729571C2 - Metallgekapselte, gasisolierte Mittelspannungsschaltanlage

Info

Publication number: DE2729571C2
Application number: DE2729571A
Authority: DE
Inventors: Fritz Hollmann; Helmut 5144 Wegberg Hörchens
Original assignee: Fritz Driescher KG Spezialfabrik fur Elektrizitaetswerksbedarf & Co 5144 Wegberg De GmbH; Fritz Driescher Kg Spezialfabrik Fuer Elektrizitaetswerksbedarf & Co 5144 Wegberg GmbH
Current assignee: Fritz Driescher KG Spezialfabrik fur Elektrizitae
Priority date: 1977-06-30
Filing date: 1977-06-30
Publication date: 1983-12-08
Also published as: SE440572B; NL7807065A; BE868580A; DE2729571A1; SE7807368L; NL186422C

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.

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.

Außerdem sind gasisolierte, insbesondere SFe-isoIierte Schaltanlagen bekanntgeworden, die vorwiegend für Spannungen ab 72^ kV erstellt wurden.

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.

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.

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.

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.

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.

Der Abstand zwischen den Schaltzellen ermöglicht zudem eine günstige Antriebsführung.

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 in

vorteilhafter Weise je Anlage nur eine einzige Gasdrucküberwachungseinrichtung benötigt.

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.

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.

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 geschützt

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.

Das Vorsehen einer Isoliergasfüllung ermöglicht gleichzeitig eine kompakte Anlagenbauweise mit stark reduzierter Abstellfläche gegenüber herkömmlichen Anlagen. 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>

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 ><>

F i g. 1 die Ansicht einer aus drei Schaltzellen bestehenden Anlage,

Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß Linie I-I aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß Linie Ii-II aus F i g. 1 in vergrößerter Darstellung.

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.

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 befestigt

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.

A.üch das zum Transformator führend», dreiphasige Kabel 11 ist über Steckverbindungen 9 an die Sicherungskasten 10 angeschlossen.

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.

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.

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 ist

F i g. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den mittleren Anlagenteil.

Die in Fi g. 1 und 2 gewählten Bezugszeichen wurden zur Bezeichnung gleicher Teile übernommen.

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.

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.

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).

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.

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 Isolierstützer

33 befestigte Schiene 27 gleichzeitig als Einschlagkontakt für den Erdungsschalter 16 ausgebildet ist.

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 für

Stecker ausgebildet sind.

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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Metallgekapseite, gasisolierte Mittelspannungsschaltanlage, bestehend aus Schaltzellen, die Lasttrennschalter und gegebenenfalls Erdungsschalter s enthalten und äußere elektrische Steckanschlüsse besitzen und weiterhin bestehend aus einem mit den Schaltzellen verbundenen, vorgefertigten und auf Stützen ruhenden Sammelschienenkasten, gekennzeichnet durch die gemeinsame An-Wendung der Merkmale, daß die Schaltzellen (1) unmittelbar, mit Abstand voneinander an dem hinter den Schaltzellen (1) angeordneten Sammelschienenkasten (5) befestigt sind, wobei die Gasvolumina von Sammelschienenkasten (5) und Schaltzellen (1) miteinander in Verbindung stehen, daß der unmittelbar auf Stützen (7) ruhende Sammelschienenkasten (5) als gemeinsamer Träger der Schajtzellen (1) dient und daß an den Steckanschlüssen wahlweise Kabelstecker (9) anzuschließender Kabel (8) oder in geschlossenen, getrennt hergestellten Kästen (10) untergebrachte Hochspannungssicherurigen (23) kuppelbar sind.

2. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Druckgas gefüllten Metallgehäiise (I₁ 5, 10) durch Profilgebung mechanisch verstärkt sind.

3. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1—2, dadurch gekennzeichnet, daß alle die Schaltanlage bildenden Metallgehäuse (1, 5, 10) über eine durchgehende Erdungsleitung miteinander verbunden sind.

4. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Sammelschienenkasten (5) tragenden Stützen (7) aus Metall bestehen und Bestandteile der durchgehenden Erdungsleitung sind.

5. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß im vorderen zugänglichen Teil der Schaltzellenkapselung eine Sichtschei- ■*<> be (14) gas- und druckdicht eingelassen ist.

6. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 —5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zugänglicher Kapselungsabschnitt mit einem Gasfüll- bzw. Entnahmeventil (36) versehen ist.

7. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 —6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände mindestens einer Schaltzelle (1) durch ein den Schaltzelleninnenraum durchquerendes, mit den Seitenwänden verschweißtes, starres Rohr (35) mechanisch fest miteinander verbunden sind.