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"Mittelspannungs-Schaltanlage"
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Die Erfindung betrifft eine in einem Schalt feld angeor4-nete Mittelspannungs-Schaltanlage
mit wenigstens einem dreipoligen Leistungsschalter, dessen Schalterpole an ihrem
einen Ende mit Stromsammelsohienen und an ihrem anderen Ende mit abelabgängen verbunden
sind.
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Mittelspannungs-Schaltanlagen sind Schaltanlagen, die für eine Nennspannung
von 12 bis 72 kV ausgelegt sind.
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Es ist eine derartige Schaltanlage bekanntgeworden, be der ein Mittelspannungs-Vakuumschalter
in einer Metallkapselung angeordnet ist, dergestalt, daß die Strornsammelsohienen
horizontal nebeneinander verlaufen und die Schalterpole des Leistungsschalters senkrecht
zu der Mittelsachse der Phasenleiter der Sammelschienen und senkrecht zu der durch
die Phasenleiter definierten
Ebene verlaufen. Unterhalb der Schalter
befindet sich ein Kabelabgangssystem und davor ein Schalt- bzw.
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Steuerpult. Die Kapselung ist eine Metallkapselung und aufgrund der
Anordnung der Sammelschienen hintereinander ist der Raumbedarf dieser Anordnung
relativ groß.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltanlage der eingangs genannten
Art zu schaffen, bei der der Raumbedarf verkleinert ist und die Zugänglichkeit verbessert
ist.
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Diese Aufgabe ird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Phasenleiter
und die mit den Phasenleitern verbundenen Schaltpole der Leistungsschalter übereinander
angeordnet sind und-daß die Mittelachsen der einzelnen, einen Leistungsschalter
bildenden Schalterpole parallel zueinander und unter einem Winkel zu der Ebene,
in der die Anschlußstellen der Leistungsschalterpole eines Leistungsschalters zu
den Phasenleitern liegen und/oder zu der Ebene, in der die Phasenleiter der Stromsammelschiene
liegen, verlaufen.
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Der besondere Vorteil bei dieser Anordnung besteht darin, daß durch
die Übereinanderanordnung der Phasenleiter und damit auch Übereinanderanordnung
der Schalterpole der Platzbedarf am Boden, d. h. die belegte Quadratmeterzahl, gegenüber
einer Anordnung, bei der die Stromsammelschienen nebeneinander liegen, deutlich
verkleinert ist. In besonderer Weise wird die Verkleinerung dann deutlich, wenn
beidseitig zu den Leistungsschalter Sammelsohlenensysteme angeordnet sind. Die Raumersparnis
kommt
dann in die GröRenordnung einer Halbierung oder noch günstiger.
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In besonderer Weise wird der Vorteil der Raumersparnis noch dadurch
unterstützt, daß die Schalterpole, die übereinander angeordnet sind, nicht in horizontaler
-Richtung mit ihren Mittelachsen verlaufen, sondern unter einem bestimmten Winkel
zum Boden geneigt. Durch diese Anordnung der Schalterpole wird zusätzlich eine Raumersparnis
bewirkt, die im wesentlichen abhängig ist vom Neigungswinkel. Wird der Neigungswinkel
größer, dann wird die Höhe der Schaltanlage vergrößert, di.e Quadratmeterzahl jedoch
verkleinert; es gibt Fälle, in denen es auf die Höhe praktisch nur geringfügig ankommt.
Wird der Neigungswinkel xiergrößert, dann wird die erforderliche Höhe geringer,
die erforderliche Quadratmeterzahl am Boden jedoch größer. Auch eine solche Lösung
kann unter bestimmten Voraussetzungen vorteilhaft sein Eine vorteilhafte Ausgestaltung
der Erfindung kann dahin gehen, daß jeder Schalterpol in einem L- oder T-förmigen
Kapselungsstück angeordnet ist, und daß die Phasenleiter im Bereich der Anschlußstellen
von einem ebenfalls L-oder T-förmigen Kapselungsstück umgeben sind, so daß die quer
zu den Achsen der Phasenleiter bzw. der Schalterpole liegenden Kapselungsöffnungen
miteinander verbindbar sind. Dabei können die Kapselungsteile für die Phasenleiter
und die für die Schalterpole identisch ausgebildet sein. Dies hat folgenden Vorteil:
Es ist notwendig, von den Phasenleitern zu den Schalter-
polen eine
Verbindung herzustellen. Dabei ist zweckmässig, zwischen dem Kapselungsraum der
Phasenleiter und dem Kapselungsraum für die Schalterpole einen Schottungsisolator
zwischenzufügen, damit eine Demontage des Leistungsschalterpoles nicht auch zu der
Notwendigkeit der Evakuierung der Sammelschienenkapselung führt, wenn der Innenraum
der Kapselung mit einem Isoliergas, z. B.
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SF6, gefüllt ist. Es sind also Flanschanschlüsse erforderlich zwischen
der Kapselung der Sammelschiene und des Leistungsschalters. Wenn die Kapselungsteile
im Bereich der Anschlüsse zwischen Phasenleitern und Leistungsschalterpol identisch
ausgebildet sind, d. h. also T-förmig oder ggf. auch L-förmig, je nach dem, dann
wird der zusätzliche Vorteil erreicht, daß die Anzahl der heræustellenden.Bauteile
und damit die Fertigungskosten deutlich verringert werden.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann dahin gehen, daß Mit
dieser Ausgestaltung wird ein zusätzlicher Raum gewonnen, der zur Aufnahme von für
die Steuerung der Leistungsschalterpole erforderlichen Instrumente und Geräte dient.
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Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
und Verbesserungen derselben näher erläutert und beschrieben werden:
Es
zeigt: Figur 1 , eine schematische Darstellung der Zuordnung der Leistungsschalterpole
zueinander und zu den Sammelschienen in Seitenansicht, und Figur 2 eine Zuordnung
gemäß Figur 1 in einer senkrecht dazu liegenden Ansicht, Figuren 2 und 4 zwei Ansichten
einer Scha.lteranord nung mit zwei einem SammelschienenM system zugeordneten Leistungsschaltern,
Figuren 5 und 6 ein Schaltfeld mit zwei Sammelschienensystemen und einem Leistungsschalter,
Figur 7 ein Schaltfeld mit zwei Leistungsschaltern und zwei Sammelschlenensystemen.
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Das Schaltfeld gemäß den Figuren 1 und 2, das in der Gesamtheit die
Bezugsziffer 10 besitzt, besitzt drei übereinader angeordnete Sammelschienen 12,
14 und 16, die in einer Isolierstoffitapselung 18, 20 und 22 angeordnet sind, welche
Kapselungen auf Querträger 24, 26 und 28 aufliegen. Mit den Sammelschienen 12, 14
und 16 sind die einzelnen Schalterpole 30, 32 und 34 eines
dreipoligen
Leistungsschalters verbunden (nur der Leistungsschalterpol 30 ist in seiner Kapselung
36 angedeutet; die anderen zwei Leistungsschalterpole sind nicht zu sehen, befinden
sich aber innerhalb ihrer Kapselung 38 und 40). Die Kapselungen 18, 20 und 22 der
Sammelschienen sind im Bereich der Anschlußverbindungen zwischen den Sammelschienen
und den Schalterpolen T-förmig ausgebildet, wobei die Stutzen des T, 42, 44 und
46, senkrecht zu den Sammelschienen 12, 14 und 16 verlaufen und an ihren Enden jeweils
mit einem Flansch 48, 50 und 52 versehen sind. Die Kapselung 36, 38 und 40 jedes
Leistungsschalterpoles ist ebenfalls T-förmig ausgebildet mit Stegteilen 54, 56
und 58 und einem damit verbundenen Stutzen 60, 62 und 64. Die T-förmigen Gehäuseteile
sind an ihren freien Enden offen und mit nicht weiter dargestellten Flanschen versehen,
dergestalt, daß die Stutzen 60, 62 und 64unter Zwisehenfilgung eines Schott- und
Tragisolators 66, 68, 70 mit den Flanschen 48, 50 und 52 verbunden werden. Die Stutzen
42 und 60; 44 und 62, sowie 46 und 64 umfassen die Anschlußstelle der Leistungsschalterpole
an die Sammelschienen 12, 14 und 16 unter Zwischenfügung enes Trennschalters 72
(die Trennschalter, die den Sammelschienen 14 und 16 zugeordnet sind, sind nicht
dargestellt).
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An dem einen Ende der T-förmigen Kapselung 36, 38 und 40, das den
Stutzen 60, 62 bzw. 64 benachbart ist, können z. B. Spannungswandler angebracht
sein (mittels einer Flanschverbindung befestigt). Sie sind nur für den Leistungsschalterpol
30 strichliert dargestellt mit der Bezugsziffer 74. Am gegenüberliegenden Ende sind
Kabel
76, 78 und 80 angeschlossen, die gasdicht aus der Kapselung
36, 38 und 40 über einen nicht näher dargestellten Durchführungsbolzen herausgeführt
werden.
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Man erkennt in der Figur 2, daß die Sammelschienen 12, 14 und 16 sowie
die Leistungsschalterpole 30, 32 und 34 übereinander angeordnet sind. Wie aus der
Figur 1.
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ersichtlich, verlaufen die Mittelachsen der Schalterpole M 30, M 32,
M 34 unter einem spitzen Winkel bezogen auf die Verbindungsebene E, die die Anschlußstellen
der Leistungsschalterpole an den Sammelschienen bildet oder auch zur Bodenebene,
auf der das Schaltfeld aufgestellt ist. die Achsen der Leistungsschalterpole M 30,
M .32 und M 34 verlaufen außerdem parallel zu der Ebene, in denen die Sammelschienen
liegen.
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Man erkennt aus den Figuren 1 und 2, daß die Abmessungen der Stellfläche
wegen der Übereinanderanordnung der Leistungsschalterpole und der Sammelschienen
sowie der schrägen Anordnung der Leistungsschalterpole sehr klein ist, in jedem
Falle deutlich kleiner, als wenn die Sammeischienen und die Leistungsschalterpole
nebeneinander liegen würden.
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In der Figur 2 ist mit Pfeilrichtung A die Aufsicht auf die Front
bezeichnet. Im oberen Bereich befindet sich ein Antrieb 86, der über ein geeignetes
Antriebsgestänge 88 eine Antriebsbewegung auf die einzelnen Leistungsschalterpole
überträgt. Die Leistungsschalterpole selbst sind zum einen an den Durchführungen
im Bereich der Schottisolatoren 66, 68 und 70 gehalten und ferner sind
im
Bereich der Kabelabgänge lediglich angedeutet dargestellte Stromwandler 90, 92 und
94 vorgesehen.
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Diese erfindungsgemäße Anordnung der Leistungsschalterpole und der
Stromsammelschienen zueinander bringt nicht nur einen erheblichen Raumgewinn, sondern
darüber hinaus auch eine optimale Zugängllichkeit zu den Kabelanschlüssen und -
wie weiter unten noch angedeutet wird - zum dem Antrieb sowie eine sehr günstige
Baustellenmontage mit sich.
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Ein weiterer Vorteil liegt darin, daR die Zuordnung der Antriebe zu
den einzelnen Leistungsschalterpolen ebenfalls deutlich erenfacht ist: Die Antriebe
bzw. der Antrieb 86 werden oder wird vor den Leistungsschalterpolen ohne zusätzlichen
Platzbedarf angeordnet, wobei der Raum 96 unterhalb der Antriebe 86 auch zur Aufnahme
von zur Steuerung und Überwachung der Schaltanlage dienenden Niederspannungsgeräten
ausgenutzt werden, so daß dieser Raum 96 praktisch die Niederspannungsnische ist.
Diese Niederspannungsnische kann in ,einer Tür angeordnet sein, derart, daß die
Tür den Raum 96 nach vorne und seitlich begrenzt. Auch kann der Raum zur Aufnahme
des Anriebes 86 durch Wandteile begrenzt sein, die mit der Tür fest verbunden sind,
so daß mit Öffnung der Tür auch der Antrieb zugänglich wird.
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Als Leistungsschalterpole'gönnen SF6-Schalter, Vakuumschalter oder
auch ölarme Schalter vorgesehen werden.
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Die Kapselung kann aus Meta"l bestehen oder es kann auch eine Isolierstoffkapselung
eingesetzt sein. Innerhalb
der Kapselung befindet sich vorzugsweise
5F6 als Isoliergas. In den Figuren 3 und 4 ist die gleiche Anordnung der Leistungsschalterpole
wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt; man erkennt in der Figur 4 ein Sammelschienensystem
mit übereinander liegenden Stromsammelschienen 100, 102 und 104, wobei im Bereich
der Sammelschienen Anschlußstellen hin zu den Leistungsschalterpolen ein T-förmig
ausgebildetes Kapselungsstück 106, 108 und 110 vorgesehen ist, dessen Querbalken
senkrecht zu den Stromsammelschien verläuft. An den beiden offenen Flanschen des
Querbalkens der Kapselung 106, 108 und 110 sind links und rechts zwei Leistungsschalter
mit je drei Leistungsschalterpolen angeordnet, in der gleichen Weise wie in der
Figur 2 bzw. in der Figur 1 dargestellt. Die Mittelachsen der beiden Leistungsschalter
bzw. die Mittelachsen der Schalterpole der beiden Leistungsschalter verlaufen unter
dem gleichen Winkel zu der senkrecht verlaufenden, die Anschlußstellen aufnehmenden
Verbindungsebene E (vgl. Figur 1) wie bei der Anordnung gem.
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der Figur'l.
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Bei der Anordnung gem. der Figur 6 erkennt man zwei Sammelsohienensysteme
mit zwei Sammelschienen 120, 122 124 bzw. 126, 128 und 130, die von einem L-förmigen
(oder T-förmigen) Kapselungsstück umfaßt sind, welche Kapselungsstücke nach oben
hin mit ihren Anschlußflanschen 132, 134 und 136 ausgerichtet sind. Oberhalb der
Sammelschienen 120, 126 bzw. 122, 128 und 124, 130 befinden sich zwei nebeneinander
angeordnete T-förmige Kapselungsstücke 140, 142 und 144 bzw. 146, 148 und 150, die
identisch ausgebildet sein können, in der Figur 6
aber nicht gleich
ausgebildet sind: Die T-förmigen Kapselungsteile 140, 142 und 144 sind symmetrisch,
wogegen die Kapselungsteile 146, 148 und 150 unsymmetrisch sind.
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Dabei sind die Abmessungen der Kapselungsteile 146 bis 150 identisch
den Kapselungsteilen der Leitungsschalterkapselungen. Rechts von den Sammelschienensystemen
sind dann die Leistungsschalterpole in der in Figur 1 dargestellten Weise angeordnet.
Es besteht natürllich auch die1 Möglichkeit, die gleiche Anordnung dann auch links
vonadem Sammelschienensystem vorzusehen.
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Auf die angedeutete Zuordnung der einzelnen Leistungsschalter zu den
Sammelschienensystemen sowie die Zuordnung vong,Trennschaltern in die einzelnen,
in den Figuren 1 bis 6 dargestelltenzSchaltanlagen soll nicht näher eingegangen
werden. Selbstverständlich kann es notwendig sein, zwischen den Leistungsohaltern
und den Sammelschienen Trennschalter vorzusehen (vgl. Figur 2, Trennschalter 72).
Hat man zwei Leistungsschaltersysteme nebeneinander, die einem Sammelsohienensystem
zugeordnet sind (vgl. Figur 4), dann ist es ebenfalls zweckmäßig, jedem einzelnen
Leistungsschalterpol einen eigenen Trennschalter zdzuordnen, damit entweder der
eine Leistungsschalter oder der andere Leistungsschalter an das Sammelschienensystem
angeschlossen werden kann. Hat man zwei Sammelschiensysteme wie in der Figur 6 und
nur einen Leistungsschalter, dann wird man dem Leistungsschalter jeweils einen Trennschalter
zuordnen und zwischen den beiden Sammelschienensystemen ebenfalls zwei Trennschalter
einsetzen, damit die Leistungsschalter von den Sammelschienen vollständig abgetrennt
werden können bzw.
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jeweils ein Sammelschienensystem mit dem Leistungsschalter verbindbar
bzw. von diesem trennbar ist. Würde man zwei Sammelschienensysteme zwei Leistungsschaltern
zuordnen oder umgekehrt, dann müßten entsprechende Trennschalter vorgesehen werden,
um eine richtige Zuschaltung der einzelnen Leistungsschalter zu dem gewünschten
Sammelschienensystem zu erreichen.
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Es ist dabei für die Erfindung völlig gleichgültig, wieviel Sammelschienensysteme
und in welcher Anordnung die Sammelschienensysteme zu den Leistungsschaltern zugeordnet
werden. Es ist darüber hinaus auch, gleichg tig, für die vorliegende Erfindung,
wieviel Leistungsschalterpole vorhanden sind. In jedem Falle kommt es auf die räumliche
Zuordnung der Leistungsschalterpole zu einer bestimmten Ebene, dergestalt an, daß
die Mittelachsen der Schalterpole unter einem Winkel zu dieser Ebene verlaufen und
dabei übereinander angeordnet sind.
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In den Figuren l'Ebis 6 ist eine Ausrichtung der Achsen der Leistungsscha,lterpole
dargestellt, die so ist, daß die Mittelachsen zueinander parallel und zu der Verbindungsebene
der Sammelschienen selbst ebenfalls parallel verlaufen. Es besteht natürlich auch
die Möglichkeit, die Mittelachsen so auszurichten, daß sie unter einem Winkel zu
der Verbindungsebene der Sarnmelschienen und zu der Verbindungsebene der Anschlußstellen
verlaufen. Zu diesem Zwecke würde man bei der Anordnung gemäß der Figur 2 die Kapselung
S8, 20 und 22 so entgegen dem Uhrzeigersinn verdrehen, daß die Querbalken 42, 44
und 46 einen spitzen Winkels mit der Horizontalen bilden.
Dadurch
würde die Mittelachse M 30, M 32 und M 34 jedes Leistungsschalterpoles 30, 32 und
34 einen Winkel zu der Verbindungsebene der Sammelschienen E-E einnehmen. Eine schematische
Darstellung einer derartigen Anordnung ergibt sich aus der Figur 7.
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