DE3721575C2 - Spannungswandleranordnung mit Trennkontakten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannungswandleranordnung für eine gekapselte gasisolierte Schaltanlage, mit von einem Gehäuse umschlossenen Spannungs­ wandlern, die mittels Trennkontakten und einem das Gehäuse dichtend durch­ dringenden Betätigungsglied von den Phasenleitern elektrisch abtrennbar sind.

Eine solche Spannungswandleranordnung einer mit SF6-Gas isolierten Schaltan­ lage ist beispielsweise in der US 4,258,410, beschrieben. Die Span­ nungswandler dieser Schaltanlage sind an einer bewegbaren Halteplatte be­ festigt. Diese Halteplatte ist mitsamt den Spannungswandlern durch ein Betä­ tigungsglied translatorisch oder rotatorisch bewegbar. Die Hochspannungsan­ schlüsse der Spannungswandler sind als Trennkontakte ausgebildet und können dabei in der Ebene der Kontakte von den an den Phasenleitern der Schaltan­ lage befestigten Festkontakten getrennt werden. Spannungswandler sind Geräte mit relativ großen Massen. Insbesondere können beim Transport, Schalthand­ lungen oder Erdbeben Beschleunigungen auftreten, die erhebliche Beschleuni­ gungskräfte zur Folge haben. Dies erfordert eine schwere und somit auch kostenintensive Konstruktion. Da bei dieser Schaltanlage die Spannungswand­ ler in die Trennstellung gebracht werden, ist ein erheblicher Platzbedarf erforderlich.

In der DE 34 02 849 A1 wird ein außerhalb der Kapselung angeordneter Span­ nungswandler vorgeschlagen, dessen Hochspannungsanschluß über eine Durch­ führung herausgeführt und durch Verschiebung des Spannungswandlers in und außer Verbindung mit in der Kapselung vorhandenen, spannungsführenden Tei­ len bringbar ist. Die Durchführung des Spannungswandlers durchsetzt dabei dichtend die Kapselung. Auch bei dieser Anordnung müssen die Spannungswand­ ler bewegbar sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine platzsparende, als Montage- und Transport­ einheit abgeschlossene Spannungswandleranordnung vorzuschlagen, die durch ein einfach herzustellendes und mit geringen Kräften betätigbares, kostengün­ stiges Kontaktsystem von den Phasenleitern der Schaltanlage bei der dielekt­ rischen Prüfung von Kabeln oder der Schaltanlage mit Gleichspannung oder verschiedenfrequenten Wechselspannungen abtrennbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die mittels flexiblen Leitern mit den jeweiligen Hochspannungsanschlüssen der ortsfest angeordneten Spannungswandler verbundenen, bewegten Kontakte durch mindestens einen am Betätigungsglied befestigten Isoliersteg mit den durch mindestens einen am Betätigungsglied befestigten Isoliersteg mit den durch mindestens einen Isolator gehaltenen Festkontakten in und außer Verbindung bringbar sind.

Die bewegbaren Teile sind bei dieser Anordnung sehr leicht ausgeführt, so daß die Beschleunigungskräfte sehr klein gehalten werden können.

Eine besonders stabile und einfache Lösung wird dadurch erreicht, daß der Isoliersteg einstückig ausgebildet ist und ein nahezu gleichschenkliges Dreieck bildet.

Eine platzsparende Anordnung wird dadurch erzielt, daß die Spannungswandler in einem nahezu gleichseitigen Dreieck angeordnet sind und das Betätigungs­ glied die Kapselung im Bereich der Mitte zwischen den Spannungswandlern durchdringt.

Bildet der Isolator zusammen mit dem sich mindestens in einer Trenn- oder Transportstellung befindenden Betätigungsglied eine gasdichte Trennwand zwischen dem Kapselungsraum der Spannungswandler und dem benachbarten Kapse­ lungsraum der Schaltanlage, so ermöglicht dies die Lagerung und Montage der Spannungswandleranordnung ohne daß Feuchtigkeit oder Staubpartikel in den Gasraum der Spannungswandler eindringen können.

Bei einer besonders bevorzugten Anordnung durchgreift das Betätigungsglied in der Transport- und/oder Trennstellung die Trennwand dichtend und das Betätigungsglied weist im Bereich des Durchgriffs eine Ausnehmung auf, die in der Einschaltstellung eine Strömungsverbindung zwischen dem Kapselungs­ raum des Spannungswandlers und dem benachbarten Kapselungsraum der Schaltan­ lage bildet. Neben den oben erwähnten Vorteilen kann mit dieser Anordnung auf eine separate Überwachung des Isoliergases der beiden benachbarten Kapselungsräume verzichtet werden.

Ist das Betätigungsglied als Rohr ausgebildet und an seinem äußeren Ende mit einem Kupplungsstück dichtend verbunden, so kann die Überwachung von den Kapselungsräumen durch das Betätigungsglied erfolgen. Das Bearbeiten von weiteren Durchführungen an dem Gehäuse fällt dabei weg.

Eine mögliche Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 3 rein schematisch gezeigt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen teilweisen Schnitt entlang der Schnittlinie I-I der Fig. 3 durch eine Spannungswandleranordnung; die linke Hälfte zeigt einen Spannungswandler im eingeschalteten Zustand während die rechte Bild­ hälfte nur einen Teil der Anordnung in der Aus- oder Transportstel­ lung zeigt,

Fig. 2 eine mögliche Führung des Betätigungsgliedes am Isolator, das Betä­ tigungsglied durchdringt den Isolator nicht, und

Fig. 3 einen nur die wichtigsten Teile enthaltenen Schnitt der Spannungs­ wandleranordnung entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 1.

In der Fig. 1 ist eine Spannungswandleranordnung 1 dargestellt, die an einen benachbarten Anlageteil 2, einer mit Druckgas, beispielsweise SF6-isolierten Schaltanlage angebaut ist. An der Kapselung 3 des Anlageteils 2 ist ein Ringflansch 4 mit Schrauben 5 befestigt. Eine Dichtung 6 verhindert den Austritt von Isoliergas aus dem Kapselungsraum 7. Am Innern Rand des Ring­ flansches 4 ist eine Ausnehmung 8 angeformt durch welche zusammen mit einer Ausnehmung 9 am Innenflansch 10 des Gehäuses 11 ein Isolator 12 gehalten wird. Das Gehäuse 11 ist mit Schrauben 13 am Ringflansch 4 befestigt und eine weitere Dichtung 14 verhindert den Isoliergasaustritt aus dem Kapse­ lungsraum 7 durch die Stoßstelle des Gehäuses 11 mit dem Ringflansch 4. Eine O-Ring-Dichtung 15 unterbindet den Isoliergasdurchtritt vom Kapselungsraum 16 in den Kapselungsraum 7 der Spannungswandleranordnung 1.

Die Fig. 3 zeigt in gestrichelten Linien drei Spannungswandler 17a, b, c, die an den Ecken eines ungefähr gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind. In der Fig. 1 ist der Spannungswandler 17a in der Seitenansicht dargestellt. Der Eisenkern 18 ist mit nicht dargestellten Schrauben oder Bändern am Deckel 19 des Gehäuses 11 befestigt. Ein Schenkel des Eisenkerns 18 trägt die Nie­ derspannungs- und Hochspannungswicklung 20, 21, an deren Hochspannungsan­ schluß 22 das eine Ende eines flexiblen Leiters 23 befestigt ist. Das an­ dere Ende des flexiblen Leiters 23 ist mit dem bewegten Kontakt 24 elekt­ risch verbunden.

In der Mitte zwischen den drei Spannungswandlern 17a, b, c durchdringt ein Betätigungsglied 25 den Deckel 19 des Gehäuses 11 und wird am Isolator 12 nochmals geführt. Ein O-Ring 26 verhindert den Isoliergasaustritt. Am Betätigungsglied 25 ist mit Stiften 27 ein Isoliersteg 28 befestigt. Der Isoliersteg 28 weist mit Vorteil eine ungefähr dreieckige Form auf, Fig. 3, wobei an den Ecken die am Isoliersteg 28 federnd befestigten, bewegten Kontakte 24 fluchtend mit den Phasenleitern 29 des benachbarten Anlageteils 2 angeordnet sind. In Fig. 3 ist gut erkennbar, daß die Phasenleiter 29 nicht mit dem Spannungswandlern 17a, b, c fluchten und die Lagedifferenzen ohne weiteres durch die flexiblen Leiter 23 aufgenommen werden. Der Isolier­ steg kann zur Verbesserung der mechanischen und dielektrischen Festigkeit Rippen 30 aufweisen.

Der Isolator 12 trägt als gasdichte Durchführungen ausgebildete Festkontakte 31, welche beidseitig des Isolators 12 von, am Isolator 12 angegossenen Ringisolatoren 32 umgeben sind. Anlageteilseitig sind die Festkontakte 31 durch Kontaktlamellen 33 mit den jeweiligen Phasenleitern 29 elektrisch verbunden.

Wie weiter oben schon erwähnt, wird das Betätigungsglied 25 auch durch den Isolator 12 geführt. Eine mögliche Führung ist in Fig. 2 dargestellt. Der Isolator 12 bildet dabei eine gasdichte Trennwand 44 des Kapselungsraumes 16 gegen den Kapselungsraum 7 des benachbarten Anlageteiles 2. Diese Anord­ nung erfordert eine getrennte Überwachung des Isoliergases in beiden Kap­ selungsräumen. Am Isolator 12 ist eine Führungsrippe 34 angeformt, die das Betätigungsglied gleitend aufnimmt.

Eine diesen Nachteil nicht aufweisende Führung für das Betätigungsglied 25 ist in Fig. 1 gezeigt. Im Isolator 12 ist ein Führungsring 35 eingegossen der beispielsweise aus Metall hergestellt sein kann. Am, den Führungsring 35 durchgreifenden Ende des Betätigungsgliedes 25, ist ein Dichtring 36 in einer Nut 37 gelagert. In der Ausschalt- oder Transportstellung, in der rechten Figurenhälfte dargestellt, unterbindet dieser Dichtring in Zusam­ menarbeit mit dem zylinderischen Teil des Führungsringes 35 eine Gasströmung zwischen beiden Kapselungsräumen 7 und 16. Eine Ausnehmung 38 am Betätigungs­ glied 25 erlaubt allerdings in den anderen Stellungen einen Gasdurchtritt.

Das Betätigungsglied 25 besitzt außerhalb des Gehäuses 11 einen Arm 39, der in einer Führungsvorrichtung 40 drehsicher aber schiebbar gelagert ist. Mit einem, die Positionslöcher 41a, b, c und den Arm 39 durchdringenden, nicht dargestellten Schloß oder Sicherungsstift wird das Betätigungsglied in der jeweiligen Stellung arretiert.

So sind bei einer Arretierung im Positionsloch 41a die Spannungswandler 17a, b, c mit den Phasenleitern 29 verbunden und die Ausnehmung 38 erlaubt eine Isoliergaszirkulation zwischen den Kapselungsräumen 7 und 16. In einer zweiten Arretierstellung im Positionsloch 41c sind die Spannungswandler 17a, b, c mit den Phasenleitern 29 außer Verbindung und der Isoliergas­ durchtritt ist durch den Dichtring 36 unterbunden. In dieser Stellung kann die Spannungswandleranordnung gelagert oder transportiert werden ohne daß Umgebungseinflüsse sich auf das Innere des Gehäuses 11 und die darin enthal­ tenen Komponenten auswirken können. Insbesondere kann die fertig geprüfte Spannungswandleranordnung mit einem unter Überdruck stehenden Isoliergas gefüllt sein ohne daß bei der Montage an den Anlageteil 2 ein nochmaliges evakuieren der Anordnung nötig ist.

Bei einer Arretierung im Positionsloch 41b sind die Spannungswandler 17a, b, c von den Phasenleitern 29 abgeschaltet, ein Verbindung der Kapselungs­ räume 7 und 16 ist aber immer noch gewährleistet.

Es können die beiden zuletzt genannten Arretierstellungen auch zusammenfallen.

Besonders vorteilhaft zeigt sich die Ausbildung des Betätigungsgliedes 25 als Rohr, das aber bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung am unteren Ende in axialer Richtung verschlossen ist. Das Rohrinnere steht durch die Ausneh­ mung 38 oder Löcher 42, Fig. 2, mit mindestens dem Kapselungsraum 16 in strömungsmäßiger Verbindung. Am äußeren Ende ist das Betätigungsglied 25 mit einem Kupplungsstück 43 dicht verbunden. Am Kupplungsstück 43 können Vakuumgeräte, Isoliergasauffüll- oder Überwachungsvorrichtungen angeschlos­ sen werden. Es ist dadurch nicht mehr notwendig, daß am Gehäuse 11 weitere Durchführungen für solche Anschlüsse bearbeitet werden müssen.

In den Figuren nicht dargestellt sind die Sekundärleiter, die die Niederspan­ nungswicklung 20 mit Sekundäranschlußklemmen außerhalb des Gehäuses 11 verbinden.

Claims (7)

1. Spannungswandleranordnung (1) für eine gekapselte gasisolierte Schaltanlage, mit von einem Gehäuse (11) umschlossenen Spannungswandlern (17a, b, c), die mittels Trennkontakten (24, 31) und einem das Gehäuse (11) dichtend durchdringenden Betätigungsglied (25) von den Phasenleitern (29) elektrisch abtrennbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels flexiblen Leitern (23) mit den jeweiligen Hochspannungs­ anschlüssen (22) der ortsfest angeordneten Spannungswandler (17a, b, c) verbundenen, bewegten Kontakte (24) durch mindestens einen am Betätigungs­ glied (25) befestigten Isoliersteg (28) mit den durch mindestens einen Iso­ lator (12) gehaltenen Festkontakten (31) in und außer Verbindung bringbar sind.

2. Spannungswandleranordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Isoliersteg (28) einstückig ausgebil­ det ist und ein nahezu gleichschenkliges Dreieck bildet.

3. Spannungswandleranordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spannungswandler (17a, b, c) in einem unge­ fähr gleichseitigen Dreieck angeordnet sind und das Betätigungsglied (25) das Gehäuse (11) im Bereich der Mitte zwischen den Spannungswandlern durch­ dringt.

4. Spannungswandleranordnung nach einem der Anspruch 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Isolator (12) zusammen mit dem sich mindestens in einer Trenn- oder Transportstellung befindenden Betätigungsglied (25) eine gasdichte Trennwand (44) zwischen dem Kapselungs­ raum (16) der Spannungswandler und dem benachbarten Kapselungsraum (7) der Schaltanlage bildet.

5. Spannungswandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (25) in der Trennwand (44) geführt ist.

6. Spannungswandleranordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied in der Transport- und/oder Trennstellung die Trennwand (44) dichtend durch­ greift und das Betätigungsglied (25) im Bereich des Durchgriffs eine Ausneh­ mung (38) aufweist, die in der Einschaltstellung eine Strömungsverbindung zwischen dem Kapselungsraum (16) des Spannungswandler und dem benachbarten Kapselungsraum (7) der Schaltanlage bildet.

7. Spannungswandleranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (25) als Rohr ausgebildet und an seinem äußeren Ende mit einem Kupplungsstück (43) dichtend verbunden ist.