DE3300784C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Erdungseinrichtung für Hoch- und Höchstspannungs­ anlagen, mit einem Erdungskontakt an einer entsprechenden Sammelschiene, einer dem Erdungskontakt zugeordneten Erdungsstation und einem langgestreckten, vor­ zugsweise als Erdungsstange mit endseitigem Kontaktstück ausgeführten Er­ dungselement, wobei die Erdungsstation im wesentlichen unter dem Erdungskon­ takt ortsfest angeordnet ist, vorzugsweise durch eine Fernsteuerung blockier­ bar ist und eine Aufnahme für das Erdungselement aufweist und das Erdungsele­ ment im Erdungsfall in die Aufnahme der Erdungsstation einsetzbar und mit dem Erdungskontakt in Kontakt bringbar ist.

Die bekannte Erdungseinrichtung für Hoch- und Höchstspannungsanlagen, von der die Erfindung ausgeht (vgl. die DE-OS 28 15 412), weist eine an einem Trag­ stiel ortsfest befestigte Erdungsstation auf, wobei diese Erdungsstation ihrerseits eine Betätigungseinrichtung in Form einer Handkurbel mit einem schwenkbaren Träger aufweist. An dem schwenkbaren Träger der Betätigungsein­ richtung ist eine Aufnahme für das als Erdungsstange ausgeführte Erdungsele­ ment vorgesehen. Zur Erdung der Sammelschiene wird zunächst ein Erdungsele­ ment passender Länge in die Aufnahme der Erdungsstation eingesetzt, wobei dieses Erdungselement zunächst in etwa horizontal ausgerichtet ist. Alsdann wird festgestellt, ob die Sammelschiene auch tatsächlich spannungsfrei ge­ schaltet ist. Ist das der Fall, so wird mittels der Betätigungseinrichtung das Erdungselement in die Vertikale geschwenkt und das endseitige Kontakt­ stück des Erdungselementes mit dem Erdungskontakt in Kontakt gebracht.

Die zuvor erläuterte Erdungseinrichtung ist insbesondere bei Höchstspannungs­ anlagen vorteilhaft einsetzbar, bei denen die Höchstspannung führenden Sammel­ schienen bis zu acht Metern und mehr über dem Erdboden verlaufen. Wegen der großen Entfernung vom Erdboden sind nämlich gerade hier die altbekannten Er­ dungsstangen nur noch sehr schlecht zu verwenden. Bei der bekannten Erdungs­ einrichtung kann auch dafür Sorge getragen werden, daß die Betätigungseinrich­ tung an der Erdungsstation erst dann betätigt werden kann, wenn von einer authorisierten Person oder vermittels eines Überwachungssystems festgestellt worden ist, daß die zu erdende Sammelschiene tatsächlich von Spannung frei geschaltet ist. Letzteres ist von großer Bedeutung, da mitunter frei geschal­ tete und nicht frei geschaltete Sammelschienen verwechselt wurden, was zu schwerwiegenden Zwischenfällen führte.

Bei der zuvor erläuterten bekannten Erdungseinrichtung ist das als Erdungs­ stange ausgeführte Erdungselement nicht stationär angeordnet, sondern kann an verschiedenen Stellen in Verbindung mit verschiedenen Erdungsstationen einge­ setzt werden. Nun ist es aber durchaus so, daß die Abstände zwischen ver­ schiedenen Erdungsstationen und den entsprechenden Erdungskontakten auch in ein und derselben Hochspannungsanlage unterschiedlich sind. Das führt dazu, daß unterschiedliche Erdungselemente vorhanden sein müssen und/oder daß die Erdungselemente verschiebbar an den Erdungsstationen befestigt werden müssen. Bei der bekannten Erdungseinrichtung, von der die Erfindung ausgeht, ist das Erdungselement dazu mit der Aufnahme an der Erdungsstation vermittels bügel­ artiger Befestigungselemente befestigt, wobei die jeweils vorzugebende wirk­ same Länge des Erdungselementes von der jeweiligen Bedienungsperson abge­ schätzt und vorgegeben wird. Hierbei kann es passieren, daß die Länge des Erdungselementes nicht genau richtig getroffen wird, so daß entweder keine zuverlässige Erdung der Sammelschiene erfolgt oder, wegen eines zu langen Erdungselementes, das endseitige Kontaktstück am Erdungskontakt vorbeigescho­ ben wird oder gar den Erdungskontakt zerstört. Wegen des zuvor erläuterten großen Abstandes der Sammelschienen vom Erdboden können derartige Fehler häufig von der jeweiligen Bedienungsperson nicht wahrgenommen werden.

Im übrigen ist es bei der zuvor erläuterten bekannten Erdungseinrichtung noch bekannt, anstelle der handbetriebenen Betätigungseinrichtung eine motorbetrie­ bene Betätigungseinrichtung vorzusehen, wobei ein einzelner Antriebsmotor durchaus mehreren Betätigungseinrichtungen zugeordnet, nämlich von Erdungs­ station zu Erdungsstation verfahrbar sein kann. Dabei korrespondiert eine motorbetriebene Betätigungseinrichtung besonders gut zu einer Fernbetäti­ gung in Verbindung mit einer Überwachungseinrichtung zur Überwachung dessen, ob die jeweilige Sammelschiene von Spannung frei geschaltet ist.

Ferner ist eine andere Erdungseinrichtung bekannt (vgl. die DE-OS 27 42 441), bei der ein sogenannter Erdungswagen verwendet wird. Bei dieser bekannten Er­ dungseinrichtung sind in Längsrichtung verschiebbare Erdungselemente in Form von teleskopartig ausgebildeten Erdungsstangen vorgesehen, die in der Hoch­ spannungsanlage auf einem Fahrgestell verfahrbar sind. Auch hier treten die zuvor erläuterten Probleme mit dem genauen Erreichen des Erdungskontaktes bzw. der Sammelschiene auf.

Schließlich ist eine Erdungseinrichtung für Mittelspannungsanlagen bekannt, die mit einer Spannungsprüfeinrichtung kombiniert ist (vgl. die Literatur­ stelle "Elektrizitätswirtschaft", Jg. 74 (1975), Heft 7, Seiten 190 bis 194, "Spannungsprüf- und Erdungsvorrichtung für Mittelspannungsanlagen" von Dr.-Ing. Max Honnens). Dabei ist durch entsprechende Verriegelungen das An­ legen des Spannungsprüfers vor dem Erden sichergestellt.

Während bei der Erdungseinrichtung für Hoch- und Höchstspannungsanlagen, von der die Erfindung ausgeht, zwei Fixpunkte mit möglichen unterschiedlichen Ab­ ständen vorgegeben sind, nämlich der Erdungskontakt an einer Sammelschiene und die Erdungsstation, ist bei der zuvor beschriebenen Erdungseinrichtung für Mittelspannungsanlagen der Abstand zwischen den Fixpunkten Polkontakt und Erdungskontakt konstant.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte, eingangs erläu­ terte Erdungseinrichtung so auszugestalten und weiterzubilden, daß unter allen Umständen sichergestellt ist, daß das endseitige Kontaktstück des Erdungsele­ mentes immer genau richtig mit dem Erdungskontakt an der entsprechenden Sam­ melschiene bzw. der entsprechenden Sammelschiene selbst in Kontakt kommt.

Die erfindungsgemäße Erdungseinrichtung, bei der die zuvor aufgezeigte Aufga­ be gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Erdungselement und die Aufnahme der Erdungsstation einander zugeordnete Kodierelemente aufweisen und das Erdungselement nur bei Übereinstimmung der Kodierelemte miteinander in die Erdungsstation einsetzbar ist. Durch die Kodierelemente an der je­ weiligen Erdungsstation wird gewissermaßen hier eine Information über den hier vorliegenden Abstand der Sammelschiene bzw. des Erdungskontaktes vom Erdboden gespeichert. Eine dieser Informationen an der Erdungsstation ent­ sprechende Information ist durch die Kodierelemente des Erdungselementes gespeichert. Nur dann, wenn die Kodierelemente zueinander passen, mitein­ ander übereinstimmen, wird das Erdungselement an dieser Erdungssation ver­ wendet. Dadurch, daß die an der Erdungsstation durch die Kodierelemente vorgegebene Information bei dem Erdungselement durch die korrespondierenden Kodierelemente erfaßt wird, kann tatsächlich nur ein passendes Erdungsele­ ment mit genau der richtigen Länge eingesetzt werden, in der das endseitige Kontaktstück genau mit dem Erdungskontakt in Verbindung kommt. Dadurch ist gewährleistet, daß stets ein zuverlässiger Erdungskontakt zwischen der Sammelschiene und dem Erdboden über das Erdungselement und die Erdungs­ station hergestellt werden kann.

Es sei hier darauf hingewiesen, daß die zuvor in Verbindung mit dem Stand der Technik erläuterte natürlich auch im Rahmen der Erfindung verwendbare Betätigungs­ einrichtung auch Teil des Erdungselementes sein kann, wobei dann das Erdungs­ element samt Betätigungseinrichtung in die Erdungsstation einsetzbar ist und die Kodierelemente praktisch zwischen der Betätigungseinrichtung und der Erdungsstation wirksam werden müssen. Die Erfindung macht von der Überlegung Gebrauch, daß in Hochspannungsanlagen die Abstände der Sammel­ schienen an den verschiedenen Erdungspunkten von dem Erdboden nicht alle möglichen Werte haben, sondern daß im Regelfall nur eine begrenzte Anzahl bestimmter Abstände in einer Hochspannungsanlage vorhanden sind. Deshalb ist es durchaus möglich und wirtschaftlich vertretbar, für die jeweils vorgesehenen Abstände entsprechende Erdungselemente passender Länge vor­ zusehen, wobei dann über die Kodierelemente eben sichergestellt werden kann, daß stets das "richtige" Erdungselement verwendet wird. Dadurch, daß die Kodierelemente der Aufnahme an der Erdungsstation zugeordnet sind, kann zwanglos gewissermaßen automatisch beim Einsetzen des Erdungs­ elemtes in die Aufnahme der Erdungsstation festgestellt werden, ob dieses Erdungselement passend ausgewählt worden ist. Zweckmäßigerweise wird dabei durch die Kodierelemente beim Einsetzen eines "falschen" Erdungselementes überhaupt schon ein Einsetzen in die Aufnahme verhindert.

Hinsichtlich der konkreten Ausgestaltung der Kodierelemente gibt es natür­ lich eine Vielzahl von Möglichkeiten. Besonders vorteilhaft, weil nämlich besonders unkompliziert , sind natürlich zueinander korrespondierend aus­ geführte Aufweitungen und Ausnehmungen an dem Erdungselement bzw. der Auf­ nahme als Kodierelemente. Dabei können diese Kodierelemente beispielsweise am Erdungselement als umlaufende oder teilweise umlaufende Ringflansche und an der Aufnahme der Erdungsstation als umlaufende oder teilweise um­ laufende Ringnuten ausgeführt sein. Abstand und Anzahl der Ringflansche und Ringnuten beinhalten die Kodierung, die zuvor erläuterte Information für den jeweiligen Erdungspunkt. Fertigungstechnisch etwas einfacher als umlaufende Ringflansche und Ringnuten ist eine Kodierung über Bohrungen und Zapfen, also eine Ausgestaltung der Erdungseinrichtung, bei der die Kodierelemente an dem Erdungselement als Bohrungen und die Kodierelemente an der Aufnahme der Erdungsstation als Kodierzapfen ausgeführt sind.

Zu den beiden zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen von Erdungseinrich­ tungen der erfindungsgemäßen Art ist zu sagen, daß die Ausnehmungen und Aufweitungen - Ringflansche und Ringnuten bzw. Bohrungen und Kodierzapfen - den einzelnen Teilen der Erdungseinrichtung natürlich auch genau umgekehrt zugeordnet sein können.

Zuvor ist es bei den erläuterten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Erdungseinrichtung immer davon ausgegangen worden, daß das Erdungselement in die Aufnahme der Erdungsstation eingesetzt wird, d. h. daß eine Längs­ verschiebbarkeit des Erdungselementes ausgeschlossen sein soll. Nun ist es aber auch möglich, daß das Befestigen des Erdungselementes in der Aufnahme der Erdungsstation durch ein Einschieben in diese Aufnahme stattfindet. Da­ für eignet sich dann eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Erdungsein­ richtung besonders, bei der die Kodierelemente als in Längsrichtung des Erdungselementes und der Aufnahme verlaufende Nuten und Federn ausgebildet sind, wobei auch hier die Zuordnung zu den einzelnen Teilen der Erdungs­ einrichtung natürlich beliebig ist.

In jedem Fall empfiehlt sich eine Ausgestaltung der Kodierelemente in einer solchen Weise, daß gleichzeitig bei dem Verbinden des Erdungs­ elementes mit der Erdungsstation ein In-Wirkung-Treten der Kodierele­ mente erfolgt.

Zuvor ist schon einmal kurz angedeutet worden, daß es nicht zwingend so ist, daß für unterschiedliche vorgegebene Abstände der jeweiligen Sammel­ schienen vom Erdboden auch unterschiedliche Erdungselemente vorgesehen sein müssen. Es ist vielmehr auch denkbar, daß ein Erdungselement vorge­ sehen ist, das in unterschiedlichen Positionen in die Aufnahme der Er­ dungsstation eingesetzt werden kann, so daß sich unterschiedliche wirk­ same Längen dieses Erdungselementes ergeben. Hier empfiehlt sich nun eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Erdungseinrichtung, sich da­ durch gekennzeichnet ist, daß an dem Erdungselement in unterschiedlichen Positionen bzw. in unterschiedlichen Abständen von dem endseitigen Kon­ taktstück mehrere unterschiedliche Gruppen von Kodierelementen zugeord­ net sind. Verschiedene Kodierelemente an unterschiedlichen Erdungsstatio­ nen legen dann jeweils fest, mit welcher Gruppe von Kodierelementen dieses Erdungselement eingesetzt werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Erdungseinrichtung ist die Erdungsstation, vor­ zugsweise durch eine Fernsteuerung, blockierbar. Die Blockierung der Erdungsstation soll natürlich verhindern, daß eine "Erdung" einer Sammel­ schiene erfolgt, solange diese noch Hochspannung führt. Diese Blockierung hat also gewissermaßen eine Schlüsselfunktion für die Erdungseinrichtung. Die Blockierung kann dabei, wie an sich bekannt, als Blockierung der hand­ betriebenen oder motorbetriebenen Betätigungseinrichtung verwirklicht sein. Von besonderem Vorteil ist allerdings eine Ausgestaltung, die dadurch ge­ kennzeichnet ist, daß zur Blockierung der Erdungsstation ein zusätzliches Blockierelement in Form eines weiteren Kodierelementes vorgesehen ist. Hier wird also schon das Einsetzen des Erdungselementes in die Aufnahme der Erdungs­ station verhindert, indem einfach künstlich eine Kodierung "blockiert" vor­ gegeben wird. Bei den zuvor erläuterten Ausgestaltungen der Kodierelemente kann eine solche Kodierung einfach durch ein als verschiebbarer Kodierzapfen ausgeführtes Blockierelement erfolgen. Das ist technisch und wirtschaftlich nicht besonders aufwendig und gleichwohl höchst effektiv.

Mit der erfindungsgemäßen Erdungseinrichtung wird eine sichere, insbesondere auch für sehr hohe Kurzschlußströme geeignete Erdung von Sammelschienen ge­ schaffen, die mit durchaus vertretbarem wirtschaftlichen Aufwand auch für Höchstspannungsanlagen geeignet ist. Bei dieser erfindungsgemäßen Erdungsein­ richtung ist mit einfachen Mitteln sichergestellt, daß stets ein richtiger und zuverlässiger Kontakt zwischen dem Erdungskontakt der Sammelschiene bzw. der Sammelschiene selbst und dem entsprechenden Kontaktstück des Erdungsele­ mentes erfolgt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 in schematischer Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäßen Erdungseinrichtung,

Fig. 2 ausschnittweise und in schematischer Darstellung ein erstes Aus­ führungsbeispiel einer Erdungsstation für eine Erdungsseinrich­ tung gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 in Fig. 2 entsprechender Darstellung ein zweites Ausführungsbei­ spiel einer Erdungsstation für eine Erdungseinrichtung gemäß Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen auf dem Erdboden 1 angeordneten und geerdeten Tragstiel 2, auf den ein Isolator 3 aufgesetzt ist, der seinerseits über ein Halteelement 4 mit einer normalerweise Hochspannung führenden Sammelschiene 5 verbunden ist. Die Sammelschiene 5 befindet sich in einem Abstand von mehreren Metern über dem Erdboden 1. Sie ist Teil einer Höchstspannungsanlage, deren übrige Teile in der Figur nicht dargestellt sind. An der Sammelschiene 5 ist nahe dem Iso­ lator 3 ein Erdungskontakt 6 angeordnet. Dem Erdungskontakt 6 ist eine Erdungs­ station 7 zugeordnet, die am Tragstiel 2 ortsfest unter dem Erdungskontakt 6 angeordnet ist. Die Erdungsstation 7 weist eine mit einer Handkurbel antreib­ bare Betätigungseinrichtung 8 auf, der ein in der Figur gestrichelt darge­ stelltes, langgestrecktes und mit einem endseitigen Kontaktstück 9 versehenes Erdungselement 10 zugeordnet ist. Das Erdungselement 10 ist als Erdungsstange ausgeführt.

Die Erdungsstation 7 weist im Bereich der Betätigungseinrichtung 8 eine Auf­ nahme 11 für das Erdungselement 10 auf, in die das Erdungselement 10 im Er­ dungsfall einsetzbar ist. Dazu sind bügelartige Befestigungselemente 12 vor­ gesehen, mit deren Hilfe das Erdungselement 10 endseitig absolut fest mit der Aufnahme 11 verbindbar ist. Die Betätigungseinrichtung 8 der Erdungsstation 7 weist im übrigen noch ein Gegengewicht 13 auf, daß das Gewicht des Erdungs­ elementes 10 ausgleicht. Außerdem ist mittels eines flexiblen Erdungskabels 14 eine Verbindung zwischen der Aufnahme 11 für das Erdungselement 10 und dem Tragstiel 2 hergestellt.

Mittels der Betätigungseinrichtung 8 ist das Erdungselement 10 aus der in Fig. 1 dargestellten horizontalen Lage nach oben schwenkbar, bis das endsei­ tige Kontaktstück 9 mit dem Erdungskontakt 6 in Verbindung kommt. Damit dies geschieht, muß natürlich die Länge des Erdungselementes 10 so bemessen sein, daß auch das endseitige Kontaktstück 9 gerade in der richtigen Lage in den Erdungskontakt 6 eintritt. Um dies zu erreichen, sind das Erdungselement 10 und die Erdungsstation 7, wie Fig. 2 in einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt, mit einander zugeordneten Kodierelementen 15 versehen. Das Erdunqs­ element 10 ist nur bei Übereinstimmung der Kodierelemente 15 miteinander in die Erdungsstation 7 einsetzbar. Bei der Erdungsstation 7 ist genau ge­ sagt die Aufnahme 11 mit den Kodierelementen 15 versehen.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kodierelemente 15 als zueinander korrespondierende Aufweitungen und Ausnehmungen ausgeführt, sind nämlich die Kodierelemente 15 an dem Erdungselement 10 als umlaufende Ring­ flansche und die Kodierelemente 15 an der Aufnahme 11 der Erdungsstation 7 als teilweise umlaufende Ringnut ausgeführt. Durch den Abstand und die An­ zahl der Ringflansche und Ringnuten wird die Kodierung vorgegeben.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Ausgestaltung der Kodierelemente 15, die hier nämlich als Bohrungen und Kodierzapfen ausge­ führt sind. Das ist fertigungstechnisch etwas einfacher zu verwirklichen als die Ringflansche und Ringnuten des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2.

Durch die Kodierelemente 15 wird gewährleistet, daß nur das jeweils von der Länge her genau passende Erdungselement 10 verwendet wird, so daß stets sichergestellt wird, daß das endseitige Kontaktstück 9 des Erdungs­ elementes 10 mit dem Erdungskontakt 6 an der Sammelschiene 5 richtig in Eingriff kommt.

Nicht erkennbar ist in den Figuren, daß eine Betätigung der dargestellten Erdungseinrichtung nur dann möglich ist, wenn zuvor sichergestellt worden ist, daß die Sammelschiene 5 von Hochspannung freigeschaltet ist.

Claims (8)

1. Erdungseinrichtung für Hoch- und Höchstspannungsanlagen, mit einem Erdungskontakt an einer entsprechenden Sammelschiene, einer dem Erdungs­ kontakt zugeordneten Erdungsstation und einem langgestreckten, vorzugs­ weise als Erdungsstange mit endseitigem Kontaktstück ausgeführten Er­ dungselement, wobei die Erdungsstation im wesentlichen unter dem Erdungs­ kontakt ortsfest angeordnet ist, vorzugsweise durch eine Fernsteuerung blockierbar ist und eine Aufnahme für das Erdungselement aufweist und das Erdungselement im Erdungsfall in die Aufnahme der Erdungsstation einsetzbar und mit dem Erdungsköntakt in Kontakt bringbar ist, da­ durch gekennzeichnet, daß das Erdungselement (10) und die Aufnahme (11) der Erdungsstation (7) einander zugeordnete Kodier­ elemente (15) aufweisen und das Erdungselement (10) nur bei Überein­ stimmung der Kodierelemente (15) miteinander in die Erdungsstation (7) einsetzbar ist.

2. Erdungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodierelemente (15) als zueinander korrespondierend ausgeführte Aufwei­ tungen und Ausnehmungen ausgeführt sind.

3. Erdungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodierelemente (15) am Erdungselement (10) als umlaufende oder teil­ weise umlaufende Ringflansche und an der Aufnahme (11) der Erdungs­ station (7) als umlaufende oder teilweise umlaufende Ringnuten ausge­ führt sind.

4. Erdungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodierelemente (15) an dem Erdungselement (10) als Bohrungen und an der Aufnahme (11) der Erdungsstation (7) als Kodierzapfen ausgeführt sind.

5. Erdungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodierelemente als in Längsrichtung des Erdungselementes und/oder der Aufnahme an der Erdungsstation verlaufende Nuten bzw. Federn ausgebil­ det sind.

6. Erdungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem Erdungselement in unterschiedlichen Positionen bzw. in unterschiedlichen Abständen von dem endseitigen Kontaktstück mehrere unterschiedliche Gruppen von Kodierelementen angeordnet sind.

7. Erdungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Blockierung der Erdungsstation ein zusätzliches Blockier­ element in Form eines weiteren Kodierelementes vorgesehen ist.

8. Erdungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Blockierelement von einer Überwachungseinrichtung her fern­ betätigbar ist.