DE3137571C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine in einem Schaltfeld angeord­ nete Mittelspannungs-Schaltanlage mit wenigstens einem dreipoligen Leistungsschalter, dessen Schalterpole an ihrem einen Ende mit Stromsammelschienen und an ihrem anderen Ende mit Kabelabgängen verbunden sind.

Mittelspannungs-Schaltanlagen sind Schaltanlagen, die für eine Nennspannung von 12 bis 72 kV ausgelegt sind.

Es ist eine derartige Schaltanlage bekanntgeworden, bei der ein Mittelspannungs-Vakuumschalter in einer Metall­ kapselung angeordnet ist, dergestalt, daß die Stromsam­ melschienen horizontal nebeneinander verlaufen und die Schalterpole des Leistungsschalters senkrecht zu der Mittelachse der Phasenleiter der Sammelschienen und senkrecht zu der durch die Phasenleiter definierten Ebe­ ne verlaufen. Unterhalb der Schalter befindet sich ein Kabelabgangssystem und davor ein Schalt- bzw. Steuer­ pult. Die Kapselung ist eine Metallkapselung und auf­ grund der Anordnung der Sammelschienen hintereinander ist der Raumbedarf dieser Anordnung relativ groß.

Eine Mittelspannungs-Schaltanlage der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 27 39 811 bekanntgeworden. Bei dieser Anlage befinden sich die Phasenleiter einer Sam­ melschienenanordnung in einer Ebene, und in der gleichen Ebene liegen auch die senkrecht verlaufenden, parallel nebeneinander versetzten Leistungsschalterpole.

Diese Schaltanlage benötigt zwar quer zur Sammelschie­ nenebene im Vergleich zu der obenerwähnten Schaltanlage weniger Platz; die Höhe der Schaltanlage wird aber be­ stimmt durch die Länge der einzelnen Schalterpole und evtl. diesen Schalterpolen zugeordneten Antrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltanlage der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, bei der der Bedarf an umbautem Raum verkleinert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schalterpole in einer senkrecht zur Phasenleiter­ ebene verlaufenden ebenfalls vertikalen Ebene angeordnet sind und daß die Mittelachsen der Schalterpole unter einem Winkel zur Phasenleiterebene verlaufen.

Der besondere Vorteil bei dieser Anordnung besteht da­ rin, daß durch die Stellung der Schalterpole der Lei­ stungsschalter der Abstand der Phasenleiter voneinander erheblich reduziert werden kann, so daß bei nur gering­ fügig vergrößerter Stellfläche der Schaltanlage am Boden die Höhe und damit der Raumbedarf erheblich verkleinert ist. Insgesamt wird also eine Raumersparnis bewirkt, die dabei im wesentlichen abhängig ist vom Neigungswinkel. Wird der Neigungswinkel, das ist der Winkel, den die Längsachsen der Schalterpole mit der Phasenleiterebene bilden, vergrößert, dann wird die Höhe der Schaltanlage verkleinert, die Quadratmeterzahl für die Stellfläche jedoch erhöht, und bei Fällen, in denen es auf die Höhe praktisch nur geringfügig ankommt, wird der Neigungswin­ kel verkleinert, wodurch die erforderliche Quadratmeter­ zahl am Boden verkleinert wird.

Zwar ist aus der DE-AS 14 90 027 grundsätzlich bekannt, daß durch Einstellen eines Winkels, der vom rechten Win­ kel abweicht, in einem Viereck der Platzbedarf verrin­ gert werden kann. Bei der aus der DE-AS 14 90 027 bekann­ ten Schaltanlage stehen aber alle Leistungsschalter ein­ deutig senkrecht und nur ein zwischen horizontal liegen­ den Sammelschienen befindlicher Winkel ist kleiner als der rechte Winkel, wodurch sich im Grundriß eine paral­ lelogrammartig ausgebildete Schaltanlage ergibt. Eine solche Lösung führt aber nicht dazu, die im Normalfall senkrecht stehenden verlaufenden Leistungsschalter unter einem Winkel, der von 90° verschieden ist, zu einer senkrechten Ebene einzustellen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenleiter und die Schalterpo­ le jeweils von einem Kapselungsgehäuse umgeben sind, daß jeder Schalterpol in einem L- oder T-förmigen Kapse­ lungsstück 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.

Es ist notwendig, von den Phasenleitern zu den Schalter­ polen eine Verbindung herzustellen. Dabei ist zweckmä­ ßig, zwischen dem Kapselungsraum der Phasenleiter und dem Kapselungsraum für die Schalterpole einen Schot­ tungsisolator zwischenzufügen, damit eine Demontage des Leistungsschalterpoles nicht auch zu der Notwendigkeit der Evakuierung der Sammelschienenkapselung führt, wenn der Innenraum der Kapselung mit einem Isolierglas, z. B. SF₆, gefüllt ist. Es sind also Flanschenanschlüsse er­ forderlich zwischen der Kapselung der Sammelschiene und des Leistungsschalters. Wenn die Kapselungsteile im Be­ reich der Anschlüsse zwischen Phasenleitern und Lei­ stungschalterpol 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 herzustellenden Bauteile und damit die Fertigungskosten deutlich verringert werden.

Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesse­ rungen derselben näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Zuordnung der Leistungsschalterpole zueinander und zu den Sammelschienen in Seitenansicht, und

Fig. 2 eine Zuordnung gemäß Fig. 1 in ei­ ner senkrecht dazu liegenden An­ sicht,

Fig. 3 und 4 zwei Ansichten einer Schalteranord­ nung mit zwei einem Sammelschienen­ system zugeordneten Leistungsschal­ tern,

Fig. 5 und 6 ein Schaltfeld mit zwei Sammelschie­ nensystemen und einem Leistungs­ schalter,

Fig. 7 ein Schaltfeld mit zwei Leistungs­ schaltern und zwei Sammelschienen­ systemen.

Das Schaltfeld gemäß den Fig. 1 und 2, das in der Gesamtheit die Bezugsziffer 10 besitzt, besitzt drei übereinander angeordnete Sammelschienen 12, 14 und 16, die in einer Isolierstoffkapselung 18, 20 und 22 ange­ ordnet sind, welche Kapselungen auf Querträgern 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 Lei­ stungsschalterpol 30 ist in seiner Kapselung 36 angedeu­ tet; die andern zwei Leistungsschalterpole sind nicht zu sehen, befinden sich aber innerhalb ihrer Kapselung 38 und 40). Die Kapselungen 18, 20 und 22 der Sammel­ schienen sind im Bereich der Anschlußverbindungen zwi­ schen den Sammelschienen und den Schalterpolen T-förmig ausgebildet, wobei die Stutzen der T-Form, 42, 44 und 46, senkrecht zu den Sammelschienen 12, 14 und 16 ver­ laufen 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 aus­ gebildet mit Stegteilen 54, 56 und 58 und einem damit verbundenen Stutzen 60, 62 und 64. Die T-förmigen Gehäu­ seteile sind an ihren freien Enden offen und mit nicht weiter dargestellten Flanschen versehen, dergestalt, daß die Stutzen 60, 62 und 64 unter Zwischenfügung 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 Anschlußstellen der Leistungsschalterpole an den Sammelschienen 12, 14 und 16 unter Zwischenfügung eines Trennschalters 72 (die Trennschalter, die den Sammelschienen 14 und 16 zugeord­ net sind, sind nicht dargestellt).

An dem einen Ende der T-förmigen Kapselung 36, 38 und 40, das den Stutzen 60, 62 bzw. 64 benachbart ist, kön­ nen z. B. Spannungswandler angebracht sein, die mittels einer Flanschverbindung befestigt sind, wie mit der Be­ zugsziffer 74 für den Leistungsschalterpol 30 strich­ liert dargestellt. Am gegenüberliegenden Ende sind Kabel 76, 78 und 80 angeschlossen, die gasdicht aus der Kap­ selung 36, 38 und 40 über einen nicht näher dargestell­ ten Durchführungsbolzen herausgeführt werden.

Man erkennt in der Fig. 2, daß die Sammelschienen 12, 14 und 16 sowie die Leistungsschalterpole 30, 32 und 34 übereinander angeordnet sind. Wie aus der Fig. 1 er­ sichtlich, verlaufen die Mittelachsen der Schalterpole M 30, M 32, M 34 unter einem spitzen Winkel bezogen auf die Verbindungsebene E, die die Anschlußstellen der Lei­ stungsschalterpole 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.

Man erkennt aus den Fig. 1 und 2, daß die Abmessungen der Stellfläche wegen der Übereinanderanordnung der Lei­ stungsschalterpole und der Sammelschienen sowie der schrägen Anordnung der Leistungsschalterpole sehr klein ist, in jedem Falle deutlich kleiner, als wenn die Sam­ melschienen und die Leistungsschalterpole nebeneinander liegen würden.

In der Fig. 2 ist mit Pfeilrichtung A die Aufsicht auf die Frontseite bezeichnet. Im oberen Bereich befindet sich ein Antrieb 86, der über ein geeignetes Antriebsge­ stänge 88 eine Antriebsbewegung auf die einzelnen Lei­ stungsschalterpole 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.

Diese erfindungsgemäße Anordnung der Leistungsschalter­ pole und der Stromsammelschienen zueinander bringt nicht nur einen erheblichen Raumgewinn, sondern darüber hinaus auch eine optimale Zugänglichkeit zu den Kabelanschlüs­ sen und - wie weiter unten noch angedeutet wird - zum dem Antrieb sowie eine sehr günstige Baustellenmontage mit sich.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Zuordnung der Antriebe zu den einzelnen Leistungsschalterpolen eben­ falls deutlich vereinfacht ist: Die Antriebe bzw. der Antrieb 86 werden oder wird vor den Leistungsschalter­ polen ohne zusätzlichen Platzbedarf angeordnet, wobei der Raum 96 unterhalb der Antriebe 86 auch zur Aufnahme von zur Steuerung und Überwachung der Schaltanlage die­ nenden 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 Antriebes 86 durch Wandteile begrenzt sein, die mit der Tür fest verbunden sind, so daß mit Öffnung der Tür auch der Antrieb zugänglich wird.

Als Leistungsschalterpole können SF₆-Schalter, Vakuum­ schalter oder auch ölarme Schalter vorgesehen werden. Die Kapselung kann aus Metall bestehen oder es kann auch eine Isolierstoffkapselung eingesetzt sein. Innerhalb der Kapselung befindet sich vorzugsweise SF₆ als Iso­ liergas.

In den Fig. 3 und 4 ist die gleichen Anordnung der Leistungsschalterpole wie in den Fig. 1 und 2 darge­ stellt; man erkennt in der Fig. 4 ein Sammelschienen­ system mit übereinanderliegenden 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 Stromsammelschienen verläuft. An den beiden offenen Flan­ schen des Querbalkens des Kapselungsstücks 106, 108 und 110 sind links und rechts zwei Leistungsschalter mit je drei Leistungsschalterpolen angeordnet, in der gleichen Weise wie in der Fig. 2 bzw. in der Fig. 1 dargestellt. Die Mittelachsen der beiden Leistungsschalter bzw. die Mit­ telachsen der Schalterpole der beiden Leistungsschalter verlaufen unter dem gleichen Winkel zu der senkrecht verlaufenden, die Anschlußstellen aufnehmenden Verbin­ dungsebene E (vgl. Fig. 1) wie bei der Anordnung gem. der Fig. 1.

Bei der Anordnung gem. der Fig. 6 erkennt man zwei Sam­ melschienensysteme 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 Anschlußflan­ schen 132, 134 und 136 ausgerichtet sind. Oberhalb der Sammelschienen 120, 126 bzw. 122, 128 und 124, 130 be­ finden sich zwei nebeneinander angeordnete T-förmige Kapselungsteile 140, 142 und 144 bzw. 146, 148 und 150, die identisch ausgebildet sein können, bei der Ausfüh­ rung nach Fig. 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. Dabei sind die Abmessungen der Kapselungsteile 146 bis 150 identisch den Kapselungstei­ len der Leitungsschalterkapselungen. Rechts von den Sam­ melschienensystemen sind dann die Leistungsschalterpole in der in Fig. 1 dargestellten Weise angeordnet. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, die gleiche An­ ordnung dann auch links von dem Sammelschienensystem vorzusehen.

Auf die angedeutete Zuordnung der einzelnen Leistungs­ schalter zu den Sammelschienensystemen sowie die Zuord­ nung von Trennschaltern in den einzelnen, in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Schaltanlagen soll nicht näher eingegangen werden. Selbstverständlich kann es notwendig sein, zwischen den Leistungsschaltern und den Sammel­ schienen Trennschalter vorzusehen (vgl. Fig. 2, Trenn­ schalter 72). Hat man zwei Leistungsschaltersysteme ne­ beneinander, die einem Sammelschienensystem zugeordnet sind (vgl. Fig. 4), dann ist es ebenfalls zweckmäßig, jedem einzelnen Leistungsschalterpol einen eigenen Trennschalter zuzuordnen, damit entweder der eine Lei­ stungsschalter oder der andere Leistungsschalter an das Sammelschienensystem angeschlossen werden kann. Hat man zwei Sammelschienensysteme wie in der Fig. 6 und nur ei­ nen Leistungsschalter, dann wird man dem Leistungsschal­ ter jeweils einen Trennschalter zuordnen und zwischen den beiden Sammelschienensystemen ebenfalls zwei Trenn­ schalter einsetzen, damit die Leistungsschalter von den Sammelschienen vollständig abgetrennt werden können bzw. jeweils ein Sammelschienensystem mit dem Leistungsschal­ ter verbindbar bzw. von diesem trennbar ist. Würde man zwei Sammelschienensysteme zwei Leistungsschaltern zu­ ordnen oder umgekehrt, dann müßten entsprechende Trenn­ schalter vorgesehen werden, um eine richtige Zuschaltung der einzelnen Leistungsschalter zu dem gewünschten Sam­ melschienensystem zu erreichen.

Es ist dabei für die Erfindung gleichgültig, wieviel Sammelschienensysteme und in welcher Anordnung die Sam­ melschienensysteme zu den Leistungsschaltern zugeordnet werden. Es ist darüber hinaus auch gleichgültig, für die vorliegende Erfindung, wieviel Leistungsschalterpole vorhanden sind. In jedem Falle kommt es auf die räumli­ che Zuordnung der Leistungsschalterpole zu einer be­ stimmten Ebene, dergestalt an, daß die Mittelachsen der Schalterpole unter einem Winkel zu dieser Ebene verlau­ fen und dabei übereinander angeordnet sind.

In den Fig. 1 bis 6 ist eine Ausrichtung der Achsen der Leistungsschalterpole dargestellt, die so ist, daß die Mittelachsen zueinander parallel und zu der Verbin­ dungsebene 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 Sammelschienen und zu der Verbindungsebene der Anschlußstellen verlaufen. Zu diesem Zwecke würde man bei der Anordnung gemäß der Fig. 2 die Kapselung 18, 20 und 22 so entgegen dem Uhr­ zeigersinn verdrehen, daß die Querbalken 42, 44 und 46 einen spitzen Winkel mit der Horizontalen bilden. Da­ durch 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 er­ gibt sich aus der Fig. 7.

Natürlich könnte die Zuordnung der Leistungsschalterpole zu Sammelschienen auch so erfolgen, wie in der DE-OS 27 39 811 beschrieben.

Dann lägen die Sammelschienen übereinander und die Lei­ stungsschalterpole ebenfalls übereinander, aber in einem spitzen Winkel zu der vertikalen Sammelschienenebene.

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 Fig. 7.

Claims (3)

1. In einem Schaltfeld angeordnete Mittelspan­ nungs-Schaltanlage, mit wenigstens einem dreipoligen Leistungsschalter, dessen Schalterpole parallel zueinan­ der übereinander angeordnet, an ihrem einem Ende mit in einer vertikal verlaufenden Phasenleiterebene liegenden Phasenleitern einer Sammelschiene und an ihrem anderen Ende mit übereinander angeordneten Kabelabgängen verbun­ den sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterpole (30, 32, 34) in einer senkrechten zur Phasenleiterebene (E) verlaufenden ebenfalls vertikalen Ebene angeordnet sind und daß die Mittelachsen der Schalterpole (30, 32, 34) unter einem Winkel zur Phasenleiterebene (E) verlau­ fen.

2. Mittelspannungs-Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenleiter (12, 14, 16) und die Schalterpole (30, 32, 34) jeweils von einem Kapselungsgehäuse umgeben sind, daß jeder Schalterpol (30, 32, 34) in einem L- oder T-förmigen Kapselungsstück (36, 38, 40) angeordnet ist, und daß die Phasenleiter (12, 14, 16) 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 mit­ einander verbindbar sind.

3. Mittelspannungs-Schaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapselungsstücke für die Phasenleiter und für die Schalterpole identisch ausge­ bildet sind.