DE2733777A1

DE2733777A1 - Mittelspannungs-kleinschaltanlage

Info

Publication number: DE2733777A1
Application number: DE19772733777
Authority: DE
Inventors: Helmut Hoerchens; Fritz Hollmann
Original assignee: DRIESCHER SPEZIALFAB FRITZ; FRITZ DRIESCHER SPEZIALFABRIK fur ELEKTRIZITAETSWERKSBEDARF
Current assignee: Fritz Driescher KG Spezialfabrik fur Elektrizitae
Priority date: 1977-07-27
Filing date: 1977-07-27
Publication date: 1979-02-15
Also published as: SE7808158L; BE869312A; SE440573B; NL7807941A; DE2733777C2

Description

Mittelspannungs-Kleinschaltanlage
Die Erfindung betrifft eine mit Isoliergas gefüllte, gekapselte Mittelspannungs-Kleinschaltanlaye für den Einsatz in Verteilernetzen.
Die Verwendung von Isoliergasen in der Iiochspannungstechnik ist bereits bekannt. Ihr Einsatzbereich erstreckte sich bisher auf Anlagen mit Spannungen über 100 kV.
Aufgrund der hohen dielektrischen Festigkeit solcher Isoliergase (z.B. Schwefelhexafluorid) war es möglich, llochspannungsschaltanlagen zu bauen, bei denen gegenüber vergleichbaren luftisolierten Anlagen eine wesentliche Verringerung der Abmessungen erzielt werden konnte.
Bekannte gasisolierte Schaltanlagen besitzen zwecks Erreichen des nötigen Isoliervermögens Gasdruckwerte im Bereich von etwa 1-5 bar über dem normalen Atmosphärendruck. Infolgedessen sind sie mit besonders druckfest konstruierten Metallkapselungen unter Verwendung zylindrischer bzw. kugelförmiger Kapselungsteile ausgestattet. hinzu kommt ein durch relativ große Kapselungswandstärken bedingtes hohes Anlagengewicht.
Diese aufwendige Bauweise ist auf Mittelspannungs-Kleinschaltanlagen, die für Spannungen von etwa 1-45 kV eingesetzt werden und wegen des hohen Bedarfs kostengünstig produzierbar sein müssen, nicht übertragbar.
Andererseits besitzen gasisolierte llochspannuncgs-Schaltanlagen aber den Vorteil, daß die in hermetisch gekapselten Räumen befindlichen Anlagenteile vor isolationsmindernden Einflüssen, insbesondere Verschmutzung, Betauung u. dgl.
geschützt sind und daher über einen langen Zeitraum wartungsfrei betrieben werden können. Demzufolge würde der Einsatz von gasisolierten Mittelspannungs-Schaltanlayen in klimatisch stark beanspruchten Räumen wie z.B. Freilufttransformatorstationen eine Erhöhung der Betriebssicherheit bewirken.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufyabe zugrunde, eine kostengünstige gasisolierte Kleinschaltanlage für den Mittelspannungsbereich zu schaffen, ohne auf speziell geformte Kapselungsteile oder große Kapselungswandstärken zurückgreifen zu müssen.
Diese Aufgabe wurde mit dem in Patentanspruch 1 genannten Merkmal gelöst.
Es wurde gefunden, daß bei der herstellung von Mittelspannungs-Kleinschaltanlaen mit einem Gasdruckbereich von o-o,1 bar auf die Verwendung von besonders druckfest gestalteten Kapselungsteilen verzichtet werden kann. Die Erfindung schafft die Voraussetzung zur herstellung von Schaltanlagengehäusen mit Blechazänden, deren Wanüstärke derjenigen der konventionellen metallgekapselten Mittelspannungsschaltanlagen in etwa entspricht.Prinzipiell ist auch die Verwendung einer Isolierstoffkapselung möglich, diese ist jedocn aus Gründen des Berührungsscnutzes weniger gefragt.
Trotz des relativ niedrigen Druckbereiches reicht das Isoliervermogen des Gases aus, die Isolationsabstände-herkömmlicher luftisolierter bzw. Feststoff-Luft-isolierter Mitfelspannungs-Kle ins chaltan layen noch zu unterschreiten.
Die Lehre nach der Erfindung ist grundsätzlich anwendbar auf alle Einsatzgebiete von Mittelspannungsschaltanlagen. Aufgrund der erzielbaren Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen bieten sich gasisolierte Schaltanlagen besonders für den Einsatz in Freilufttransformatorstationen an. Eine hier oft benötigte Anlagenform ist ein schaltbarer Verteiler, der eine Ringleitung mit einer Transformatorabzweigleitung verbindet.
Zur Herstellung einer isoliergasgefüllten Mittelspannunys-Kleinschaltanlage, die eine Ringleitung mit einer Rinyabzweigsleitulg verbindet und einen Gasdruck im Bereich von o-o,1 bar aufweist, sieht die Erfindung eine nach Patentanspruch 2 ausgebildete Schaltanlage vor.
Durch diesen Aufbau und die gleichzeitige Verwendung von Isoliergas im genannten Druckbereich wurde mit wenigen Mitteln eine Kleinschaltanlage mit geringen Abmessungen geschaffen , die sich besonders vorteilhaft in raumsparenden Transformatorstationen installieren läßt. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Schaltgeräte können die wichtigsten in der Praxis vorkommenden Schaltaufgaben erfüllt werden.
Der Lasttrennschalter dient zur Auftrennung der Ringleitung, während der als Umschalter angeordnete Trennschalter den Ringleitungsabzweig wahlweise mit dem einen oder anderen Ringleitungsende verbindet oder vollständig vom Rig trennt. Dabei wurde von der Voraussetzung ausgegangen, daß in Ringleitungsabzweigen wesentlich geringere Ströme als in der Ringleitung fließen, die ein Trennschalter auch ohne Lichtbogenlöscheinrichtung mühelos unterbrechen kann.
Hierbei wird in vorteilhafter Weise ein Isoliergas, vorzugsweise Schwefelhexafluorid, angewendet, welches gleichzeitig gute Lichtbogenlöscheigenschaften besitzt.
Vorzugsweise erhält der Lasttrennschalter eine vom.gasförmigen Isoliermedium hermetisch abgedichtete Löschkammer je Pol, während der Umschalter direkt im gasförmigen Isoliermedium angeordnet ist. Dadurch bleiben durch Schaltrückstände des Lasttrennschalters hervorgerufene Verunreinigungen auf das Löschkammervolumen begrenzt. Eventuell durch Lastschaltung des Umschalters entstehende Verunreinigungen sind in bezug auf das größere Volumen vernachlässigbar gering, so daß es hierdurch nicht zu einer Beeinträchtigung des Isoliervermögens der Gasatmosphäre kommt.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in Unteransprüchen und nachfolgender Beschreibung enthalten.
Ein Ausführungsbeispiel einer Kleinschaltanlage nach der Erfindung ist prinzipmäßig in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt: Fig. 1 die Schaltanlage in der Perspektive Fig. 2 die Schaltanlage in Draufsicht bei abgehobenem Deckel und Einzelheiten im Schnitt Die Fig. 1 und 2 zeigen eine dreipolige Ausführung der gasdicht gekapselten Kleinschaltanlage nach der Erfindung.
Das Gehäuse 1 besteht aus gasdicht miteinander verschweißten Blechwänden. Am Aufstellungsort wird es vor Inbetriebnahme geerdet.
Der Anschluß des Ringleitungsabzweiges erfolgt an den mittleren Steckbuchsen 2, während rechts und links davon jeweils ein Ende der Ringleitung an den Steckbuchsen 3, 4 angeschlossen wird. Der Anschluß kann in vorteilhafter Weise durch hier nicht eingezeichnete Anschlußstecker vorgenommen werden.
Prinzipiell ist es auch möglich, anstelle der Steckbuchsen 2, 3, 4 Schraubverbindungsanschlüsse vorzusehen. Der Einsatz von vollisolierten Steckern bietet jedoch vollständigen Schutz vor Verschmutzung der Kabelanschlüsse, sie sind daher vorzuziehen.
Innerhalb des Gehäuses 1 befindet sich der als Umschalter zu handhabende dreipolige Trennschalter 5 und der dazu querliegend angeordnete dreipolige Lasttrennschalter 6, bestehend aus yasdicht gekapselten Löschkammern mit je einem axial beweglichen Schaltstift 14 und einem feststehendennicht sichtbaren Gegenkontakt. Die Antriebsstangen 7, 8 der Schalter 5, 6 sind gasdicht aus dem Gehäuse 1 herausgeführt. Um eine axiale Antriebsbewegung zu ermöglichen, werden als Dichtorgane metallene Faltenbälge 9,10 verwendet.
Man erhält pro Schaltgerät nur je eine Dichtstelle, da die Antriebsstangen 7,8 im Innern des Gehäuses 1 je eine geerdete Metalltraverse 11, 12 besitzen, an denen einzelne, mit den spannungsführenden Teilen 13 bzw. 14 verbundene Isolierstücke 15, 16 je Pol befestigt sind. Die geerdeten Metalltraversen 11, 12 bewirken eine Kriechwegunterbrechung zwischen den Polen.
Die Lasttrennschalterpole sind über einzelne Stützisolatoren 17 an der Gehäusewand festgelegt. An den außerhalb des Gehäuses 1 als Steckbuchsen 3, 4 ausgebildeten Durchführungen sind Stromschienen Mio,21 befestigt, deren freie Enden als mit dem Trennschalter 5 zusammenwirkende Einschlagkontakte ausgebildet sind.
In der gezeigten Lage befindet sich der Trennschalter 5 in Ausschaltstellung, während die strichpunktierten Linien die beiden möglichen Einschaltstellungen andeuten.
Von den Stromschienen 20 führen feste Strombrücken 22 zu den feststehenden Kontakten des Lasttrennschalters6, und von den Schienen 21 bewegliche Stronbrücken 23 zu den Schaltstiften 14. Die beweglichen Strombrücken 23 bestehen zwecks Erhöhung der Kurzschlußfestigkeit vorzugsweise aus massivem Flachmaterial, z.B. Kupferband, das zwecks Herstellung der Beweglichkeit in Schleifen verlegt wird.
Die Trennmesser des Trennschalters 5 besitzen Drehpunktkontakte und sind direkt an den Durchführungskontakten 24 befestigt.
Wie aus Fig. 2 leicht ersichtlich, ist es mit der beschriebenen Anordnung des Trennschalters 5 möglich, den der Steckbuchse 2 zugeordneten Ringleitungsabzweig wahlweise mit dem einen oder anderen Ringleitungsende zu verbinden, wenn der Lasttrennschalter 6 den Ring auftrennen soll.
Das Sichtfenster 24 dient zur Kontrolle der Schaltstellung des.Trennschalters 5. Mit 25 ist das Gasfüllventil, mit 26 ein Gasdruckanzeiger bezeichnet.
Zwecks Aufrechterhaltung der jeweiligen Schaltstellungen insbesondere des Trennschalters 6 empfiehlt sich das Vorsehen von Rastmitteln, die eine mechanische Verbindung zwischen der Antriebsstange 7 und einem Festpunkt herstellen. Als Festpunkt kann dafür das Gehäuse 1 dienen.
Bei Bedarf kann sowohl der Trennschalter 5 als auch der Lasttrennschalter 6 durch Einbau von Federsprungschaltungen beschleunigt ein- bzw. ausgeschaltet werden.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1. Mit Isoliergas gefüllte, gekapselte Mittelspannungs-Kleinschaltanlage für Verteilernetze, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliergasfüllung in bezug auf den Normaldruck der Atmosphäre einen Ueberdruck im Bereich von 0 bis 0,1 bar aufweist.
2. Ein- oder mehrpolige Schaltanlage zum Verbinden einer Ringleitung mit einem Ringleitungsabzweig, nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein geschlossenes, mit gasdichten Durchführstellen für Schalterantriebe (7,8) und Leitungsdurchführungen (2,3,4) versehenes, aus Blechwänden zusammengesetztes Gehäuse (1), worin ein mit der Ringleitung in Reihe geschalteter Lasttrennschalter (6) und zur Unterbrechung des Ringleitungsabzweiges ein Trennschalter (5) vorgesehen sind.
3. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Unterbrechung des Ringleitungsabzweiges vorgesehene Trennschalter (5) als Umschalter angeordnet ist und drei Schaltstellungen aufweist, bei denen wahlweise eine Verbindung des RingleituncJsabzwei(Jes mit der Ringleitung vor oder hinter dem Lasttrennschalter (6) oder bei Mittelstellung eine Trennung des Ringleitungsabzweiges von der Ringleitung herstellbar ist.
4. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pol des Lasttrcnnschalters (6) eine yeyenüber der Isoliergasatmosphäre des Gehäuses 1 abyeuichtete, druckfeste Löschkammer besitzt, die über einen Stützisolator (17) isoliert an der Innenwand des Gehäuses (1) befestigt ist.
5. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, ciaß jede Löschkammer des Lasttrennschalters (6) mit Druckgas gefüllt ist.
6. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas füllungen in den Loscllkanunern des Lasttrennschalters (6)und im Gehäuse (1) aus Schwefelhexafluorid bestehen.
7. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwerte der Gasfüllungen in den Löschkammern des Lasttrennschalters (6) und im Gehäuse (1) annähernd gleich sind.
8. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, oiaß die herausgeführten ntriebsstangen (7,8) der Schaltgeräte (5,G) unter Zwischenschaltung einzelner Isolierstücke (11,12) mit den spannungsführenden Teilen (13,14) verbunden sind.
9. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß pro Schaltcjerät (5,6) nur eine Antriebsöffnung im Gehäuse (1) vorhanden ist, inuem aie Antriebsstangen (7,8) im Innern des Gehäuses (1) je eine geerdete Metalltraverse (11,12) besitzen, an denen einzelne Isolierstücke (15,16) je Pol befestigt sind.
10. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß an den den LeituJIgsdurchführungen (2,3,4) mit dem Trennschalter (5) zusammenwirkende Einschlagkontakte (20,21) und elektrische Verbindungsleitungen (22,23) zu dem Lasttrennschalter (6) befestigt sind.
11. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterdurchführungen (2,3,4) als Steckbuchsen für den direkten Anschluß mit lXabelsteckern ausgebildet sind.
12. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen Leiterdurchführung (3) und beweglichem SChaltstift (14) durch massives, flaches, in Schleifen gelegtes Leiterbana erfolgt.
13. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsstangen (7,8) der Schaltgeräte (5,6) nach Einnahme der Ein- oder Ausschaltstellungen durch Rastmittel festlegbar sind.
14. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltgeräte (5,6) mit Sprungschaltvorrichtungen ausgerüstet sind.