DE3436173A1 - Switching installation - Google Patents

Switching installation

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DE3436173A1
DE3436173A1 DE19843436173 DE3436173A DE3436173A1 DE 3436173 A1 DE3436173 A1 DE 3436173A1 DE 19843436173 DE19843436173 DE 19843436173 DE 3436173 A DE3436173 A DE 3436173A DE 3436173 A1 DE3436173 A1 DE 3436173A1
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DE19843436173
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Jürg Bellach Ischi
Karl Oberhasli Munzinger
Jörg Bülach Peter
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    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/003—Earthing switches

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

The switching installation comprises a metal capsule (1) which is filled with insulating gas and by which in each case at least one power circuit breaker (2), one interruptor circuit breaker (4) an earth and a busbar (for example 7) are held. In the case of this switching installation, two switching pieces (17, 18) (which interact along an axis) of the power circuit breaker (2) are located in a switch housing (12) which is accessible from the exterior. The switching installation is intended to be distinguished by a simple and compact construction in conjunction with good maintainability of its most highly stressed components. This is achieved in that the power circuit breaker (2) is connected inside the metal capsule (1) in the current path formed by a capsule bushing (25), current connections (15, 16) of the power circuit breaker (2) and connecting conductors (3) of the power circuit breaker (2) and interruptor circuit breaker (4). This current path is constructed predominantly in a straight line outside the switch housing (12) and runs essentially transversely with respect to the switching piece axis of the power circuit breaker (2). <IMAGE>

Description

SCHALTANLAGE SWITCHGEAR

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer Schaltanlage gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention is based on a switchgear according to the Preamble of claim 1.

Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik Bezug, wie er im älteren schweizerischen Patentgesuch 1629/84-9 beschrieben ist. Bei der bekannten Schaltanlage sind Trennschalter, Erdung und Sammelschiene in einem gemeinsamen Schottraum enthalten und ist der Leistungsschalter als Stromdurchführung in diesem Schottraum ausgebildet. Bei Wartungsarbeiten kann bei dieser Schaltanlage das Kontaktsystem des Leistungsschalters revidiert werden, ohne dass ein Eingriff in den Trennschalter, Erdung und Sammelschiene enthaltenden Schottraum vorgenommen werden muss. Jedoch ist es bei einer solchen Revision erforderlich, beide Stromanschlüsse des Leistungsschalters zu erden; den einen über die Erdstellung des Trennschalters, den anderen über die Kabelverbindung der Schaltanlage.With this generic term, the invention takes on a state of the art Reference as described in the earlier Swiss patent application 1629 / 84-9. In the known switchgear, the disconnector, earthing and busbar are all in one common compartment and is the circuit breaker as power feedthrough trained in this bulkhead. During maintenance work on this switchgear the circuit breaker contact system can be revised without intervention made in the compartment containing the disconnector, earthing and busbar must become. However, such a revision requires both power connections of the circuit breaker to ground; one via the earth position of the disconnector, the other via the switchgear cable connection.

Die Erfindung wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, eine Schaltanlage der gattungsgemässen Art anzugeben, welche sich bei grosser Wartungsfreundlichkeit durch einfache und kompakte Bauweise auszeichnet.The invention as characterized in the claims solves the Task to specify a switchgear of the generic type, which is large Ease of maintenance characterized by simple and compact design.

Die Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gemäss dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.The task is in conjunction with the features of the generic term solved according to the characterizing part of claim 1.

Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden nachstehen anhand eines in der Zeichnung dargestellten die Erfindung nicht beschränkenden Ausführungsbeispiels näher erläutert.Features and advantages of the invention are based on the following an embodiment shown in the drawing, which does not limit the invention explained in more detail.

Hierbei zeigt die einzige Figur eine Aufsicht auf einen Längsschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäss ausgebildeten Schaltanlage.Here, the single figure shows a plan view of a longitudinal section an embodiment of the switchgear constructed according to the invention.

In der Figur bezeichnet 1 eine mit einem Isoliergas, wie beispielsweise Schwefelhexafluorid von 1 bis 1,5 bar Druck, gefüllte Metallkapselung. In dieser Metallkapselung sind ein Pol eines Leistungsschalters 2 ersichtlich sowie ein über einen Verbindungsleiter 3 mit dem Leistungsschalterpol verbundener Pol eines Trennschalters 4, ein mit einem Erdleiter elektrisch leitend verbundener Erdkontakt 5 und drei auf Stützisolatoren 6, 7 bzw. 8 gelagerte Sammelschienen 9, 10 bzw. 11, welche den Phasen R, S und T eines Drehstromsystems zugeordnet sind.In the figure, 1 denotes one with an insulating gas such as Sulfur hexafluoride from 1 to 1.5 bar pressure, filled metal encapsulation. In this Metal encapsulation, one pole of a circuit breaker 2 can be seen as well as one over a connecting conductor 3 connected to the circuit breaker pole pole of an isolating switch 4, a ground contact 5 and three electrically connected to a ground conductor on post insulators 6, 7 and 8 mounted busbars 9, 10 and 11, which the Phases R, S and T of a three-phase system are assigned.

In der Metallkapselung 1 befinden sich entsprechend aufgebaute weitere Leistungs- und Trennschalterpole sowie Erdkontakte. Diese weiteren Komponenten sind senkrecht zur Zeichenebene versetzt angeordnet und daher aus der Figur nicht ersichtlich. Jeweils einer der Leistungs- und Trennschalterpole sowie jeweils einer der Erdungsfestkontakte sind einer der Phasen des Drehstromsystems zugeordnet.In the metal encapsulation 1 there are other correspondingly constructed ones Circuit breaker and disconnector poles as well as earth contacts. These other components are arranged offset perpendicular to the plane of the drawing and therefore not visible in the figure. One of the circuit breaker and disconnector poles as well as one of the fixed earthing contacts are assigned to one of the phases of the three-phase system.

Der Leistungsschalter 2 weist ein mit einem Isoliergas, wie etwa Schwefelhexafluorid von ca. 4 bis 5 bar, gefülltes Schaltergehäuse 12 aus Isolierstoff auf, in dem drei hohlzylindrische Ausnehmungen zur Aufnahme je eines der drei Pole des Leistungsschalters 2 vorgesehen sind.The circuit breaker 2 has an insulating gas such as sulfur hexafluoride from approx. 4 to 5 bar, filled switch housing 12 made of insulating material, in which three Hollow cylindrical recesses for receiving one of the three poles of the circuit breaker 2 are provided.

An einander diametral gegenüberliegenden Seiten jeder der drei Ausnehmungen des Schaltergehäuses 12 sind Durchführungen 13 bzw. 14 vorgesehen, durch welche jeweils Stromanschlüsse 15 bzw. 16 an ein vollzylindrisch ausgebildetes bewegliches Schaltstück 17 bzw. an ein hohlzylindrisch ausgebildetes feststehendes Schaltstück 18 ins Innere des Schaltergehäuses 12 geführt sind.On diametrically opposite sides of each of the three recesses of the switch housing 12 bushings 13 and 14 are provided through which in each case power connections 15 and 16 to a fully cylindrical movable Switching piece 17 or on a hollow-cylindrical fixed switching piece 18 are guided into the interior of the switch housing 12.

Der Stromanschluss 15 ist über einen beispielsweise als Viellamellenkontakt ausgebildeten Gleitkontakt 19 mit dem durch eine Antriebsstange 20 in Richtung einer strichpunktiert dargestellten Achse beweglichen Schaltstück 17 elektrisch leitend verbunden. Das bewegliche Schaltstück ist ebenso wie das feststehende Schaltstück 18 abbrandfest ausgebildet. Beide Schaltstücke können zur Uebertragung von Nennstrom ausgebildet sein, jedoch ist es bei der Uebertragung grosser Nennströme vorteilhaft, das bewegliche Schaltstück 17 mit einem in der Figur dargestellten Nennstromkontakt 21 zu versehen, welcher mit einem mit dem feststehenden Schaltstück 18 verbundenen und am Stromanschluss 16 befestigten Nennstromkontakt 22 zusammenarbeitet. Hierdurch wird ein zu dem nun lediglich als Abbrandkontakt wirkenden Schaltstücken 17 und 18 parallel verlaufender Nennstrompfad gebildet, welcher ausserhalb eines Heizvolumens 23 verläuft, das von einem koaxial zu den Schaltstücken 17 und 18 angeordneten Isolierstoffkörper 24 aus einem druck- und abbrandfesten Isolierstoff, wie etwa glasfaserverstärktem Kunststoff, umgeben ist.The power connection 15 is via a multi-lamella contact, for example formed sliding contact 19 with the by a drive rod 20 in the direction of a Axis movable switching piece 17 shown in dash-dotted lines is electrically conductive tied together. The moving contact piece is just like the fixed contact piece 18 designed to be non-erosive. Both contact pieces can be used to transmit rated current be designed, but it is advantageous when transmitting large rated currents, the movable contact piece 17 with a rated current contact shown in the figure 21 to be provided, which is connected to a stationary contact piece 18 and the rated current contact 22 attached to the current connection 16 cooperates. Through this becomes a to the now only acting as an arcing contact contact pieces 17 and 18 parallel nominal current path formed, which outside a heating volume 23 runs from an insulating body arranged coaxially to the contact pieces 17 and 18 24 made of a pressure-resistant and erosion-proof insulating material, such as glass fiber reinforced Plastic that is surrounded.

Wie aus der Figur ferner zu entnehmen ist, sind die Stromanschlüsse 15 bzw. 16 im wesentlichen quer zur Schaltstückachse aus dem Schaltergehäuse 12 geführt und sind mit einem in einer Kapselungsdurchführung 25 geführten hochspannungsführenden Leiter 26 bzw. dem Verbindungs- leiter 3 verbunden. Die Stromanschlüsse 15 bzw. 16 bilden im Inneren desSchaltergehäuses 12 jeweilsmindestens eine Schleife. Diese Schleifen sind in einer die Durchführungen 13 und 14 sowie die Achse enthaltenden Ebene angeordnet und weisen jeweils einen in axialer Richtung erstreckten Abschnitt sowie jeweils einen radial zur Achse erstreckten Abschnitt auf. Der axial erstreckte Abschnitt des Stromanschlusses 15 setzt sich von der Kapselungsdurchführung 25 nach rechts fort, hingegen der entsprechende Abschnitt des Stromanschlusses 16 von der Durchführung 14 nach links. Die an diese Abschnitte anschliessenden radial erstreckten Abschnitte laufen ins Innere des Schaltergehäuses 12 und enden am Gleitkontakt 19 bzw. am Schaltstück 18.As can also be seen from the figure, the power connections are 15 or 16 essentially transversely to the contact piece axis from the switch housing 12 out and are guided in an encapsulation bushing 25 with a high-voltage lead Conductor 26 or the connection conductor 3 connected. The power connections 15 and 16 respectively form at least one loop inside the switch housing 12. These loops are in one containing the feedthroughs 13 and 14 and the axis Arranged plane and each have a portion extending in the axial direction as well as in each case a section extending radially to the axis. The axially extended The section of the power connection 15 continues from the encapsulation bushing 25 on the right, however, the corresponding section of the power connection 16 from the Implementation 14 to the left. The radially adjoining these sections Sections run into the interior of the switch housing 12 and end at the sliding contact 19 or on the contact piece 18.

Die Antriebsstange 20 ist starr mit dem beweglichen Schaltstück 17 verbunden und weist ein gegenüber dem Schaltstück 17 isoliertes Teilstück auf. Dieses Teilstück ist in Richtung der Schaltstückachse verschieblich in einer gasdichten Gleitdichtung 27 gelagert. Die Gleitdichtung 27 ihrerseits ist in einer Oeffnung eines Montagedeckels 28 angebracht, welcher Teil der Metallkapselung 1 ist und das Innere des Schaltergehäuses 1 gasdicht abschliesst.The drive rod 20 is rigid with the movable contact piece 17 connected and has a portion that is isolated from the contact piece 17. This Part is displaceable in the direction of the contact piece axis in a gas-tight manner Sliding seal 27 mounted. The sliding seal 27 for its part is in an opening a mounting cover 28 attached, which is part of the metal enclosure 1 and that The interior of the switch housing 1 closes off in a gas-tight manner.

Der Trennschalter 4 weist ein bewegliches 29 und ein feststehendes Kontaktstück 30 auf. Das bewegliche Kontaktstück 29 ist als Kontaktmesser ausgebildet und ist drehbar im Verbindungsleiter 3 gelagert. In der Einschaltstellung des Trennschalters 4 ist es mit dem an der Sammelschiene 7 in elektrisch leitender Weise angebrachten feststehenden Kontaktstück 30 in Eingriff und befindet sich dann mit dem Verbindungsleiter 3, den durch das Schaltergehäuse 12 geführten Teilen und den ausserhalb des Schaltergehäuses 12 befindlichen Teilen der Stromanschlüsse 15 und 16 sowie dem in der Kapselungsdurchführung 25 geführten hochspannungsführenden Innenleiter 26 im Zuge eines überwiegend geradlinig geführten und im wesentlichen quer zur Achse des Leistungsschalters verlaufenden Stromweges.The disconnector 4 has a movable 29 and a fixed one Contact piece 30 on. The movable contact piece 29 is designed as a contact knife and is rotatably mounted in the connecting conductor 3. In the closed position of the disconnector 4 it is attached to the busbar 7 in an electrically conductive manner fixed contact piece 30 in engagement and is then with the connecting conductor 3, the parts passed through the switch housing 12 and the parts outside the switch housing 12 located parts of the power connections 15 and 16 as well as that in the encapsulation leadthrough 25th guided high-voltage inner conductor 26 in the course of a predominantly straight line guided and extending essentially transversely to the axis of the circuit breaker Current path.

Das Kontaktmesser wird beim Oeffnen des Trenners 4 in die aus der Figur ersichtliche Ausschaltstellung gebracht, in welcher es um etwa 450 gegenüber seiner Position in der Einschaltstellung aus dem geradlinig erstreckten Stromweg gedreht ist. Beim Erden schliesslich wird das Kontaktmesser in Eingriff mit dem Erderfestkontakt 5 gebracht und ist dann um 900 gegenüber seiner Position in der Einschaltstellung verdreht.When the isolator 4 is opened, the contact blade is inserted into the from the Figure brought the switch-off position, in which it is about 450 opposite its position in the switched-on position from the rectilinearly extending current path is rotated. Finally, when grounding, the contact blade is in engagement with the Earth fixed contact 5 brought and is then at 900 in relation to its position in the Switch-on position twisted.

Die beschriebene Schaltanlage lässt sich wegen des überwiegend geradlinigen Verlaufs des Stromweges von der Kapselungsdurchführung 25 über den Leistungsschalter 2 zum Trennschalter 4 in Richtung dieses Stromweges äusserst kompakt aufbauen und ist zudem bei hohen Kurzschlussströmen vergleichsweise geringen dynamischen Kräften unterworfen. Gleichzeitig ist sie einfach revidierbar, da das am stärksten beanspruchte Teil, nämlich das Kontaktsystem des Leistungsschalters 2, nach Oeffnen des Montagedeckels 28 von aussen zugänglich ist, ohne dass ein Eingriff ins Innere der Metallkapselung 1 erforderlich ist oder irgendein Stromanschluss des Leistungsschalters 2 entfernt werden muss. Wegen der im Inneren des Schaltergehäuses 12 schleifenförmig ausgebildeten und in einer gemeinsamen Ebene angeordneten Stromanschlüsse 15 und 16 heben sich die elektromagnetischen Kräfte nahezu vollständig auf, welche auf den bei einem Schaltvorgang zwischen den Schaltstücken 17 und 18 gezogenen Schaltlichtbogen wirken.The switchgear described can be because of the predominantly straight Course of the current path from the encapsulation bushing 25 via the circuit breaker 2 to the disconnector 4 in the direction of this current path and extremely compact is also comparatively low dynamic forces at high short-circuit currents subject. At the same time, it is easy to revise, since that was the most stressful Part, namely the contact system of the circuit breaker 2, after opening the assembly cover 28 is accessible from the outside without any intervention in the interior of the metal encapsulation 1 is required or any power connection from circuit breaker 2 removed must become. Because of the loop-shaped inside the switch housing 12 and power connections 15 and 16 arranged in a common plane are raised the electromagnetic forces almost completely, which on the one Switching process between the contact pieces 17 and 18, the switching arc drawn act.

Der Schaltlichtbogen brennt daher trotz Quereinspeisung im wesentlichen zentrisch. Hierdurch wird ein gleichmässiger Abbrand der Schaltstücke 17, 18 und damit eine hohe Lebensdauer des Leistungsschalters 2 erreicht.The switching arc therefore burns essentially despite the cross feed centric. This ensures that the contact pieces 17, 18 and thus a long service life of the circuit breaker 2 is achieved.

Der Leistungsschalter 2 kann daher einfach aufgebaut sein und wie im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel dargestellt lediglich ein Heizvolumen 23 aufweisen, in dem der bei einem Schaltvorgang gezogene Lichtbogen das zu seiner Beblasung erforderliche Löschgas in der Hochstromphase des abzuschaltenden Stromes selber komprimiert.The circuit breaker 2 can therefore be of simple construction and how in the embodiment described above, only one heating volume is shown 23 have, in which the drawn arc during a switching operation to his Blowing required extinguishing gas in the high current phase of the current to be switched off self compressed.

Claims (6)

PATENTANSPRUCHE 1. Schaltanlage mit einer isoliergasgefüllten und einen hochspannungsführenden Innenleiter enthaltenden Metallkapselung (1), durch deren Wand der Innenleiter geführt ist, und welche jeweils mindestens einen Leistungsschalter (2), einen Trennschalter (4), eine Erdung und eine Sammelschiene (z.B. 7) aufnimmt, bei welcher Anlage längs einer Achse zusammenarbeitende Schaltstücke (17, 18) des Leistungsschalters (2) in einem Schaltergehäuse (12) angeordnet sind, welches gegenüber einem den Trennschalter (4), die Erdung und die Sammelschiene (z.B. 7) in einem gemeinsamen Gasraum enthaltenden Gehäuse (Metallkapselung 1 ) gasdicht abgeschottet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsschalter (2) im Inneren der Metallkapselung (1) in den von Kapselungsdurchführung (25), Stromanschlüssen (15, 16) des Leistungsschalters (2) und Verbindungsleiter (3) vom Leistungs (2)- zum Trennschalter (4) gebildeten Stromweg geschaltet ist, und dass dieser Stromweg ausserhalb des Gehäuses (12) überwiegend gerade ausgebildet ist und im wesentlichen quer zur Schaltstückachse des Leistungsschalters (2) verläuft. PATENT CLAIMS 1. Switchgear with an insulating gas-filled and a metal encapsulation (1) containing a high-voltage inner conductor the wall of which the inner conductor is guided, and which each have at least one circuit breaker (2), a disconnector (4), an earthing and a busbar (e.g. 7), in which system along an axis cooperating contact pieces (17, 18) of the Circuit breaker (2) are arranged in a switch housing (12) which is opposite one the disconnector (4), the earthing and the busbar (e.g. 7) in one Housing containing common gas space (metal enclosure 1) sealed off in a gastight manner is, characterized in that the circuit breaker (2) inside the metal enclosure (1) in the encapsulation bushing (25), power connections (15, 16) of the circuit breaker (2) and connecting conductor (3) from the power (2) - to the disconnector (4) formed Current path is switched, and that this current path outside of the housing (12) predominantly is straight and essentially transverse to the contact axis of the circuit breaker (2) runs. 2. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein beweglicher Kontakt (29) des Trennschalters (4) drehbar am zwischen Leistungsschalter (2) und Trennschalter (4) befindlichen Verbindungsleiter (3) gelagert ist und in der Einschaltstellung des Trennschalters (4) im geradlinig ausgebildeten Teil des Stromweges liegt.2. Switchgear according to claim 1, characterized in that a movable contact (29) of the disconnector (4) rotatable between the circuit breaker (2) and disconnector (4) located connecting conductor (3) is stored and in the switched-on position of the disconnector (4) in the rectilinear part of the Stromweges lies. 3. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromanschlüsse (15, 16) des Leistungsschalters (2) im Inneren des Schalterge- häuses (12) jeweils mindestens eine Schleife bilden, welche Schleifen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet und derart ausgebildet sind, dass sie gegensinnig vom abzuschaltenden Strom durchflossen sind.3. Switchgear according to one of claims 1 or 2, characterized in that that the power connections (15, 16) of the circuit breaker (2) inside the switchgear house (12) each form at least one loop, which loops in a common Are arranged level and designed such that they are opposite to the disconnected Current flowing through it. 4. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltergehäuse (12) derart verschlossen ist, dass sein Inneres bei einer Revision von aussen zugänglich ist, bohne den gemeinsamen Gasraum des Gehäuses (Metallkapselung 1) der Schaltanlage zu öffnen.4. Switchgear according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the switch housing (12) is closed in such a way that its interior at a Revision is accessible from the outside, without the common gas space of the housing (metal encapsulation 1) to open the switchgear. 5. Schaltanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltergehäuse (12) von einem Montagedeckel (28) verschlossen ist, welcher Teil der Metallkapselung (1) ist.5. Switchgear according to claim 4, characterized in that the Switch housing (12) is closed by an assembly cover (28), which part the metal enclosure (1). 6. Schaltanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagedeckel (28) eine Gleitdichtung (27) aufweist, durch welche eine in Richtung der Schaltstückachse verschieblich gelagerte Antriebsstange (20) geführt ist.6. Switchgear according to claim 5, characterized in that the Mounting cover (28) has a sliding seal (27) through which one in the direction the contact piece axis displaceably mounted drive rod (20) is guided.
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