DE3244424C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherungsanschlußeinrichtung für gekapselte Mittelspannungsschaltanlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Schaltanlage oder Teile hiervon gelten dann als kurzschluß­ sicher, wenn sowohl ihre thermische und dynamische Festigkeit als auch das Ausschaltvermögen der Leitungsschalter und Siche­ rungen der maximalen Beanspruchung genügen. Man kann hierbei zwei Wege beschreiten, entweder die Anlage oder Teile hiervon der vollen Kurzschlußleistung des Netzes anpassen oder aber die Kurzschlußleistung durch geeignete Mittel begrenzen. Hierbei gibt man aus wirtschaftlichen Gründen dem letzteren Weg den Vor­ zug. Eines dieser Mittel ist die Hochspannungs-Hochleistungs- Sicherungspatrone (HH-Sicherung), die den Kurzschlußstrom unter­ bricht, bevor er sein Maximum erreicht hat.

In einer gekapselten, z. B. mit Isoliergas gefüllten Schaltanlage besteht nun das Problem der Einbeziehung der HH-Sicherungen in die Anlage. Eine Unterbringung der HH-Sicherungen in der mit Isoliergas gefüllten Anlage scheidet aus, da das Aus­ wechseln der HH-Sicherungen ein zeitraubendes Öffnen und Schlie­ ßen der Schaltanlage und ein anschließendes Befüllen der Anlage mit Isoliergas zur Folge hätte. Somit erscheint es zweckmäßiger, wenn die HH-Sicherungen außerhalb der gasisolierten Schaltanlagen untergebracht sind.

Eine Sicherungsanschlußeinrichtung nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 ist bereits bekannt (DE-AS 16 15 902). Hierbei handelt es sich um eine isolierstoffgekapselte Hochspannungsverteileran­ lage, die neben waagerecht untergebrachten Sammelschienen ent­ sprechend isolierte Verteilerleitungen aufweist, deren Enden über Kontakte mit außerhalb der Verteileranlage untergebrachten Sicherungen verbunden sind. Die einzelnen Sicherungen sind hier­ bei senkrecht in Anschlußkörpern eingesetzt, die in querverlau­ fenden Verbindungsteilen eines Standgerüstes befestigt sind. Die im Inneren des Standgerüstes befindlichen Isolierkörper sind mit den oberen Anschlußkörpern jeweils einstückig verbunden, so daß ein einheitlicher Gußblock entsteht. Für die Herstellung die­ ser Gußblöcke sind komplizierte Werkzeuge erforderlich. Die un­ teren Anschlußkörper, die der Verbindung mit einem Kabel dienen, sind dagegen direkt mit dem Standgerüst verbunden. Die Sicherungs­ anschlußkörper umschließen die Sicherung derart, daß der mittlere Teil der Sicherungspatrone frei ist. Die Sicherungsanschlußkörper bilden allerdings keinen wasserdichten Abschluß und sind weder durchflutungssicher noch kriechstromfrei, eine Forderung, die von gießharzisolierten Anschlußkörpern kaum zu erfüllen ist. Auch ist eine Lichtbogenfußpunktfreiheit bei einer derartigen Technik nicht gewährleistet.

Es ist ferner ein isolierstoffgekapseltes elektrisches Schaltge­ rät mit eingebauter Sicherung bekannt, die einen Isolierstoff­ hohlkörper mit in seinem Inneren angeordneten Schmelzleiter ent­ hält (DE-GM 19 41 745). Dieser Isolierstoffhohlkörper befindet sich teilweise außerhalb der Isolierstoffkapselung des Schaltge­ räts. Die als Metallarmaturen ausgebildeten Enden der Sicherung sind in Isolierstoffortsätzen eingeschoben, wo sie mit Hilfe von elastisch-plastischen Dichtmassen, isolierenden Druckringen, Abstützringen und Überwurfmuttern in den Isolierstoffortsätzen gehaltert und gegenüber dem die Sicherung umschließenden Isolier­ stoffhohlkörper abgeschlossen sind. Für das Auswechseln der Siche­ rung sind mehrere Schritte erforderlich, zuerst das Ziehen der Sicherung mit ihren Isolierstoffortsätzen, danach das Lösen der beiden Überwurfmuttern und letztendlich das Entfernen der iso­ lierenden Druckringe und der Dichtmassen, wobei beim Einsetzen einer neuen Sicherung der gleiche Arbeitsaufwand in umgekehrter Reihenfolge erforderlich ist.

Bei einer anderen Kapselung für eine HH-Sicherung ist das Siche­ rungsrohr von einem zusätzlichen Wärmeleiter umgeben (DE-OS 28 49 699). Die gesamte Anordnung ist nach außen hin von einem Metallrohr umgeben und der Zwischenraum zwischen dem Wärmeleiter und dem Metallrohr ist mit Gießharz ausgefüllt. Diese Anschluß­ technik ist jedoch nicht für Durchführungen vorgesehen, sondern basiert auf einem Anschluß mit Kabelsteckern. Hierfür ist der obere Anschluß mit einer Steckbuchse ausgeführt, auf welche ein Winkelstecker aufgesetzt wird.

Bei einer Isolierung in konventioneller Weise, z. B. durch Iso­ lierstoff, treten die in isogekapselten Anlagen bekannten Pro­ bleme auf, die darin bestehen, daß es bisher nicht gelungen ist, die von einem zum anderen spannungsführenden Teil bestehenden Kriechwege im Luft-Kunststoffmedium in befriedigender Weise zu beherrschen. Gerade diese Probleme sollten aber bei der gasiso­ lierten Technik gar nicht erst auftreten.

Es ist bereits bekannt, die Sicherungen gekapselter Mittelspan­ nungsanlagen in eine Steckverbindung einzubeziehen (DE-OS 28 22 773). Hierbei handelt es sich um eine Vakuumsicherung in einem Isolierrohr, das kriechstromfest mit einem scheibenförmigen, gerippten Isolierkörper verbunden ist, der zwischen den Flan­ schen der beiden Steckerteile eingesetzt ist. Der gerippte Iso­ lierkörper macht es erforderlich, beiden Steckerteilen die gleiche Konfiguration wie beim Isolierkörper zu geben. Um nun eine möglichst fugenfreie Verbindung zu erreichen, ist nicht nur eine elastische Ausführung der Steckerteile notwendig, son­ dern auch eine Zusammenpressung des Isolierkörpers mit den Flanschen der Steckerteile durch eine Schraubverbindung. Die Aufnahme der Vakuumsicherung in die Steckverbindung macht eine verhältnismäßig aufwendige Konstruktion erforderlich, zumal dann, wenn alle gestellten Forderungen erfüllt werden müssen. Ganz ab­ gesehen davon, können die bisher bekannten Nachteile einer Vaku­ umsicherung nicht übersehen werden. So kann es in besonders kri­ tischen Fällen zu Überspannungen kommen. Außerdem ist die Vaku­ umsicherung nicht in der Lage, kleine Restströme abzuschalten. Eine strombegrenzende Wirkung geht von ihr nicht aus.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Anschluß­ technik für eine Sicherungsanschlußeinrichtung der zuvor ge­ schilderten Art für eine HH-Sicherung zwischen der Durchführung einer Mittelspannungsschaltanlage und einem Kabel zu entwickeln, die nicht nur ein leichtes Auswechseln der HH-Sicherung zuläßt, sondern die zugleich lichtbogenfußpunktfrei, wasserdicht und kriechstromfrei ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen konstruktiven Maßnahmen gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß eine HH-Sicherungspatrone mit zwei einfachen Anschlußteilen zwischen einer gasisolierten Schaltanlage und einem Kabelende eingesetzt werden kann. Mit Hilfe dieser Technik ist es möglich, die in konventionellen Schaltanlagen verwendeten HH-Sicherungs­ patronen auch in gasisolierten Schaltanlagen unter Beibehaltung bisheriger Sicherheitsanforderungen einzusetzen. Von Vorteil ist es auch, die Anschlußteile nicht nur in Form von Winkelanschluß­ stücken auszuführen, sondern auch in Form von geraden Anschluß­ stücken. Damit ist es möglich, den Kabelabgang den jeweiligen Erfordernissen anzupassen. Zudem läßt der herausnehmbare Stopfen es vorteilhafterweise zu, den Auslösestift der HH-Sicherungspatro­ ne zu beobachten, um festzustellen, ob die Sicherung angesprochen hat.

Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des Gegenstandes nach An­ spruch 1 sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Durch die Verwendung eines gummielastischen Werkstoffes für die Anschlußstücke läßt sich das Problem einer soliden und dichten Halterung der HH-Sicherungspatronen vorteilhafterweise lösen (Anspruch 2). Die Elastizität dieses Werkstoffes bewirkt, daß sich die Anschlußstücke saugend um den Porzellankörper der HH-Sicherungspatrone legen, so daß in der Fuge zwischen den Anschlußstücken und dem Porzellankörper elektrische Durchschlä­ ge vermieden werden. Das gleiche gilt für die Fuge zwischen dem Winkelanschlußstück und der Durchführung.

Aus Sicherheitsgründen ist es von Vorteil, alle Außenflächen der Anschlußstücke mit einem geerdeten Belag zu versehen (Anspruch 3).

Um keine hohen Feldstärken zu erzeugen, erscheint es zweckmäßig, den Innenraum der Anschlußstücke durch einen entsprechenden span­ nungsführenden Belag zu steuern (Anspruch 4).

Wenn man die geerdeten Beläge von zwei Anschlußstücken noch durch ein die HH-Sicherungspatrone im Abstand umgebendes Metallrohr verbindet, so erhält man ein vollständig geerdetes Gehäuse, so daß überhaupt keine PEHLA-Probleme entstehen (Ansprüche 5 und 6).

Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand der Zeich­ nungsfiguren 1-4 beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Sicherungsanschlußeinrichtung mit einem Winkel- und einem geraden Anschlußstück, in Seitenansicht,

Fig. 2 die Sicherungsanschlußeinrichtung mit zwei Winkel­ anschlußstücken, in Seitenansicht,

Fig. 3 ein auf eine Durchführung der Schaltanlage aufge­ setztes Winkelanschlußstück mit eingesetzter HH-Sicherungspatrone, in Seitenansicht,

Fig. 4 ein auf die Durchführung der Schaltanlage eingesetztes Winkel-Anschlußstück, mit leitenden Belägen im inneren und äußeren Bereich, sowie mit eingesetzter HH-Siche­ rungspatrone, in Seitenansicht.

Nach Fig. 1 ist in der Wand 2 einer Schaltanlage 1 eine Durch­ führung 3 eingesetzt. Die Durchführung hat die Aufgabe, einen Kabelleiter 4 aus dem Inneren der Schaltanlage einer HH-Siche­ rungspatrone 7 zuzuführen. Als Anschlußteil zwischen der Durch­ führung und der Sicherungspatrone dient ein Winkelanschlußstück 5. Dieses Winkelanschlußstück besitzt zur Anlagenseite eine konusförmige Öffnung, die ein Aufstecken des Winkelanschluß­ stücks auf die Durchführung gestattet, die im Verbindungsbereich mit dem Winkelanschlußstück einen entsprechenden Außenkonus aufweist. Die Sicherungsseite des Winkelanschlußstücks besitzt eine Ausnehmung 6, in die ein Ende der Sicherungspatrone einge­ schoben ist. Das andere Ende der Sicherungspatrone ist in eine Ausnehmung 8 eines geraden Anschlußstücks 10 eingeführt. Die beiden Ausnehmungen 6 und 8 sind so beschaffen, daß die Kontakt­ kappen 19 der Sicherungspatrone von den Anschlußstücken voll­ ständig eingeschlossen sind. Zwischen beiden Anschlußstücken ist somit nur der Porzellankörper 16 der Sicherungspatrone zu sehen. Das gerade Anschlußstück hat an der zur Sicherungsseite entgegengesetzten Seite eine Ausnehmung für ein Kabelende 9.

In der Fig. 2 ist das gerade Anschlußstück 10 durch ein Winkel­ anschlußstück 11 ersetzt. Alle anderen Positionen sind unver­ ändert.

Fig. 3 zeigt eine spezielle Ausführungsform des Winkelanschluß­ stückes 5. Dieses besitzt einen Innenraum 12, der drei Öffnun­ gen 13, 15 und 17 nach außen hin aufweist. Die Öffnung 13 ist innenkonusförmig derart gestaltet, daß der Außenkonus 14 der Durchführung 3 in diese Öffnung einsteckbar ist. Um einen fe­ sten Sitz des Winkelanschlußstücks auf der Durchführung zu er­ reichen, ist der in der Durchführung befindliche Kabelleiter 4 am Ende innerhalb des Innenraumes mit einer Lasche 20 verbun­ den, die sich an den Innenkanten des Winkelanschlußstückes ab­ stützt und anschließend mit einer Schraubverbindung festgesetzt ist. Die Lasche dient der Verbindung zwischen dem Kabelleiter und der Kontaktkappe 19 der Sicherungspatrone. Die zweite Öff­ nung 15 dient der Aufnahme der Sicherungspatrone, die soweit in das Winkelanschlußstück eingeschoben ist, daß die Kontaktkappe sich innerhalb des Innenraumes befindet. Damit sind die span­ nungsführenden Teile der Sicherungspatrone vollständig einge­ kapselt. Das Winkelanschlußstück ist aus einem gummielastischen Werkstoff hergestellt und umfaßt den Porzellankörper 16 der Sicherungspatrone saugend, so daß an dieser Stelle eine gute Dichtung erreicht wird. Die dritte Öffnung 17 schließlich dient der Aufnahme eines herausnehmbaren Stopfens 18. Durch diese Öffnung kann der Zustand des Auslösestiftes 21 in Augenschein genommen werden, d. h. es kann hier jederzeit leicht überprüft werden, ob die Sicherung angesprochen hat.

Nach Fig. 4 ist das Winkelanschlußstück 5 außen mit einem leitfähigen Belag 23 überzogen. Dieser Belag ist an geeigneter Stelle geerdet. Zur Vermeidung von zu hohen Feldstärken ist der Innenraum mit einem entsprechenden leitenden Belag 24 ver­ sehen, der spannungsführend ist. Zusätzlich ist es von Vorteil, wenn man ein Metallrohr 22 vorsieht, das die die Sicherungspa­ trone 7 aufnehmenden Anschlußstücke miteinander verbindet. Dieses Metallrohr ist im Abstand um die Sicherung angeordnet, wobei die Enden des Metallrohres die leitenden Außenbeläge 23 kontaktieren, so daß das gesamte Gebilde durchgehend geerdet ist.

Claims (7)

1. Sicherungsanschlußeinrichtung für gekapselte Mittelspannungs­ schaltanlagen, mit mindestens einer in der Wand der Schalt­ anlage eingesetzten Durchführung für einen herausgeführten Kabelleiter und mit zwei Anschlußteilen mit je einer Ausneh­ mung für die Enden einer HH-Sicherungspatrone, wobei das An­ schlußteil zwischen der Anlage und der HH -Sicherungspatrone als Winkelanschlußstück und das Anschlußteil zwischen der HH-Sicherungspatrone und dem Kabelende als gerades oder als winkelförmiges Anschlußstück ausgebildet sind, und mit Kon­ taktelementen, die die Enden der HH-Sicherungspatrone mit dem herausgeführten Kabelleiter und mit dem Kabelende verbinden, da­ durch gekennzeichnet, daß

• a) das Winkelanschlußstück (5) einen Innenraum (12) mit mehre­ ren Öffnungen aufweist, von denen eine Öffnung (13) derart konisch erweitert ist, daß sie auf den sich konisch verjüngenden Abschnitt (14) der Durchführung (3) aufsteckbar ist, daß eine weitere Öffnung (15 ) zur Aufnahme der HH-Sicherungs­ patrone (7) vorgesehen ist, wobei das Winkelanschlußstück den Porzellankörper (16) der HH-Sicherungspatrone dicht umschließt, und daß eine dritte Öffnung (17) gegenüber der konisch erweiterten Öffnung (13) vorgesehen ist, die mit einem Stopfen (18) verschließbar ist,
• b) die Anschlußstücke (10, 11) jeweils einen Innenraum (12) mit zwei Öffnungen aufweisen, in die einerseits ein Ende der HH-Sicherungspatrone (7) und andererseits das Kabel­ ende (9) eingeschoben ist, und daß
• c) der Kabelleiter (4) der Anlage (1) mit der Kontaktkappe (19) der HH-Sicherungspatrone (7) durch ein als winkel­ förmige Lasche (20) ausgebildetes Kontaktelement verbun­ den ist, wobei die Lasche mit dem Kabelleiter verschraubt ist.

2. Sicherungsanschlußeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstücke (5, 10, 11) aus einem gummielastischen Werkstoff bestehen.

3. Sicherungsanschlußeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Außenflächen der Anschlußstücke (5, 10, 11) mit einem leitenden, auf Erdpotential liegenden Belag (23) versehen sind.

4. Sicherungsanschlußeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (12) der Anschlußstücke (5, 10, 11) mit einem leitenden, span­ nungsführenden Belag (24) versehen ist.

5. Sicherungsanschlußeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlußstücke (5, 10 bzw. 5, 11) durch ein die HH-Sicherungs­ patrone (7) im Abstand umgebendes, gegebenenfalls aus zwei Halbschalen bestehendes Metallrohr (22) verbunden sind.

6. Sicherungsanschlußeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschluß­ stücke (5, 10 bzw. 5, 11) im Verbindungsbereich mit dem Metall­ rohr (22) eine Zone aufweisen, in welcher die leitenden Beläge (23) mit dem Metallrohr in überlappender Verbindung stehen.

7. Sicherungsanschlußeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Be­ läge (23, 24) aufgespritzt sind.