DE3728235A1 - Mittelspannungs-schaltanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mittelspannungs-Schaltanlage mit mindestens einem Kabelanschlußfeld, dem mindestens ein gasisoliertes, gekapseltes, Lasttrennschalter und Sammel­ schienen aufweisendes Schaltfeld mit mindestens einem über einen gemeinsamen, von einem nachgiebigen Kapselabschnitt zu betätigenden Auslöser verbundenen Erdungsschalter zuge­ ordnet ist (nach Patentanmeldung P 36 06 770.9).

Aus der älteren Patentanmeldung P 36 06 770.9 ist eine Mit­ telspannungs-Schaltanlage bekannt, bei der gasisolierte, vorzugsweise SF₆-isolierte, gekapselte Schaltfelder mit min­ destens einem nachgiebigen Abschnitt oder Wandteil, vor­ zugsweise mindestens einer Berstscheibe versehen sind, die über ein Gestänge mit Kraftspeicherantrieben der gleichzei­ tig als Kurzschlußeinrichtung dienenden Erdungsschalter ver­ bunden sind. Damit wird im Störlichtbogenfall vermieden, daß Lichtbogenzersetzungsprodukte aus der Schaltanlage aus­ treten, denn die Lichtbogenenergie bzw. der durch den Licht­ bogen erzeugte Überdruck führt zu einer Bewegung des nach­ giebigen Wandteils bzw. zu einem Aufwölben oder Springen der Berstscheibe, wodurch das Gestänge mit der Folge des Auslösens der Kraftspeicherantriebe betätigt wird, so daß sämtliche Erdungsschalter eingeschaltet und so unabhängig vom Ort des Lichtbogens die Energieeinspeisung in jedem Fall sicher unterbrochen wird, d.h. mit Sicherheit für das Einlegen der Erdungsschalter die einspeisende Zelle auch erfaßt wird, die eine andere sein kann als die gestörte.

Obwohl damit ein außerordentlich sicheres System geschaffen ist, kann es aus verschiedenen Gründen, z.B. durch Alterung der Kabelisolierung, auch im vorzugsweise den gasisolierten Schaltfeldern benachbart liegenden Kabelanschlußraum zu un­ erwünschten Lichtbogenbildungen kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Folge von z.B. durch mangelhafte und/oder alternde Isolierung hervor­ gerufenen Durchschlägen bzw. Erdschlüssen, insbesondere daraus resultierende Lichtbogenwirkungen minimal zu halten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kabelanschlußfeld gekapselt ist und die Kapselung einen druckabhängig beweglichen Bereich aufweist, der mit dem Auslöser verbunden ist. Mit diesen Maßnahmen wird erreicht, daß nun auch Störungen im Bereich des Kabelanschlußfeldes zur Unterbrechung der Stromzufuhr zuverlässig und wirkungs­ voll herangezogen werden, wobei in optimaler Weise das ohne­ hin für die Schaltfelder vorgesehene, zentrale Auslösungs­ system für die Erder genutzt wird. Als Folge eines Licht­ bogens im Kabelanschlußfeld tötet sich dieser selbst, da der von ihm ausgelöste Druckstoß aufgrund der erfindungs­ gemäßen Verbindung mit dem gemeinsamen Auslöser eine kom­ plette Unterbrechung der Stromzufuhr bewirkt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kapselung des Kabelanschlußfeldes als Schrank mit einer Schwenkklappe als druckstoßabhängig beweglicher Bereich ausgebildet. Mit diesen Maßnahmen ergibt sich die Möglichkeit einer ein­ fachen Baukastenmontage mit den Schaltfeldern angepaßten Abmessungen des Kabelanschlußfeldes, wobei die Schwenkklap­ pe ein störunauffälliges, wartungsfreies und ohne Mehrauf­ wand vorzusehendes Bauelement darstellt.

Eine besonders große Funktionssicherheit sowie leichte Ein­ sehbarkeit und damit Überwachungsmöglichkeit des erfindungs­ gemäßen Systems kann dann erreicht werden, wenn bei einer Schaltanlage mit einem mit sämtlichen Kraftspeicherantrie­ ben der Erdungsschalter verbundenen Gestänge als Auslöser der bewegliche Bereich bzw. die Schwenkklappe mechanisch mit dem Gestänge verbunden ist. Dabei ist eine an der Schwenkklappe angelenkte Druck-Zug-Stange, die - gegebenen­ falls über eine Hebelkombination - an dem Gestänge an­ greift, besonders zu bevorzugen, da sich dadurch ein ver­ zögerungsfreier Kraftantrieb im Störfall ergibt.

Ein mittiger Stangenangriff empfiehlt sich insbesondere bei einer Anordnung von drei nebeneinander liegenden Kabel­ anschlußfeldern. Eine besonders erleichterte Rückführung der Schwenkklappe in ihren Ausgangszustand nach Beseitigung des Störfalls ergibt sich bei einer Klappenausbildung gemäß Anspruch 6, zumal dabei die Schwerkraft der Klappe in Rich­ tung ihrer Ausgangsposition wirkt.

Anhand der beigefügten Zeichnung wird die Erfindung nach­ folgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schaltanlage in Vorderansicht mit ausgeschal­ teten Erdern;

Fig. 2 die Anlage gemäß Fig. 1 in Seitenansicht;

Fig. 3 die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Anlage, je­ doch mit eingeschalteten Erdern; und

Fig. 4 die Anlage gemäß Fig. 3 in Seitenansicht.

Die Schaltanlage nach dem Ausführungsbeispiel besitzt drei Schaltfelder 1, 2 und 3 mit einer gemeinsamen Isoliergas­ füllung, vorzugsweise SF₆ (Schwefelhexafluorid).

Neben Lasttrennschaltern 4 und Sammelschienen besitzt jedes Schaltfeld einen dreipoligen Erdungsschalter 5, der die abgehenden Leitungen 6, 7 und 8 erdet und kurzschließt und über einen mit einer Handhabe 9 versehenen Kraftspeicheran­ trieb 10 betätigt wird. Der Kraftspeicherantrieb kann z.B. ein Federspeicherantrieb sein.

Durch entsprechende konstruktive Ausbildung wird erreicht, daß der Kraftspeicher beim Ausschaltvorgang gleichzeitig vorgespannt wird, um ein unabhängig von der Schaltgeschwin­ digkeit des Personals durchführbares, sprunghaftes Einschal­ ten zu erzielen.

Es ist vorgesehen, daß die Kraftspeicherantriebe aufgrund einer als Folge eines Störlichtbogendruckes stattfindenden Ausdehnung der Kapselung ausgelöst werden, wodurch sämt­ liche Erdungsschalter einschalten.

Die Auslösung erfolgt über eine - in den Größenverhältnis­ sen übertrieben groß dargestellte - mechanische Verbindung zwischen der Kapselung und den Kraftspeicherantrieben 10, z.B. über beidseitig der Schaltanlage angebrachte Kurbeln 11, die gemäß Fig. 3 im Falle eines Störlichtbogens durch Expansion eines Kapselungsabschnittes 12 über einen Stift 15 angetrieben werden und über je ein Kurbelgestänge 13 eine Auslösebewegung auf ein sämtliche Kraftspeicherantrie­ be 10 verbindendes Gestänge 14 übertragen, das eine Sperr­ vorrichtung an den Kraftspeicherantrieben löst und das Ein­ schalten der Erdungsschalter bewirkt (Einschaltlage 5′ gem. Fig. 3).

Die nachgiebigen Abschnitte 12 der Kapselung können z.B. aus je einem Flanschdeckel, vorzugsweise mit Berstscheibe, bestehen, die als Druckentlastungseinrichtung wirken. Die Auslösung der Kraftspeicherantriebe erfolgt sowohl beim Auf­ wölben der Kapselung als auch beim Abspringen des Flanschdeckels. Zur Auslösung der Kraftspeicherantriebe ge­ nügt es bereits, wenn zumindest ein Flanschdeckel sich aufwölbt. Alternativ kann der nachgiebige Abschnitt auch ein Faltenbalg sein.

Da es sich bei der Schaltanlage um einen hermetisch ge­ schlossenen Behälter handelt, dessen Gasfüllung in der Re­ gel unter einem geringen Überdruck steht, ist vorgesehen, daß die Auslöseeinrichtung, insbesondere der Stift 15, im ungestörten Betrieb der Schaltanlage einen geringen Abstand zu dem nachgiebigen Kapselungsabschnitt 12 besitzt, so daß temperaturbedingtes Ausdehnen des nachgiebigen Kapselungs­ abschnittes nicht zum Auslösen der Kraftspeicherantriebe führt.

Wie insbesondere die Fig. 1 und 3 zeigen, ist unterhalb der Schaltfelder 1, 2 und 3 das Kabelanschlußfeld von einem in seinen Abmessungen dem Gehäuse der Schaltfeldkapselung ange­ paßten Schrank 16 umgeben, so daß ein gekapselter Kabelan­ schlußraum entsteht, der luftisoliert ist. Der Schrank weist etwa in mittlerer Höhe seiner Frontseite eine sich über die gesamte Schrankbreite erstreckende, um eine hori­ zontale Achse 17 nach oben schwenkbare Druckentlastungs­ klappe 18 auf. Die Klappe 18 besitzt eine etwa mittig ange­ ordnete Halterung 19 für eine gelenkig daran befestigte Stange 20, die mit ihrem anderen Ende über ein Hebelge­ stänge 21 mit dem oberseitig von den gekapselten Schalt­ feldern 1, 2 und 3 verlaufenden Gestänge 14 mechanisch ver­ bunden ist.

Durch die vorstehend beschriebenen Maßnahmen nach der Erfin­ dung wird, wie einleitend ausgeführt, erreicht, daß bei einer Druckerhöhung durch einen Kurzschluß im Kabelanschluß­ raum sich die Druckentlastungsklappe 18 öffnet und über die Stange 20 und das Hebelgestänge 21 derart auf das sämtliche Kraftspeicherantriebe 10 verbindende Gestänge 14 wirkt, daß die Erder 5 sämtlicher einspeisender Felder eingeschaltet bzw. eingelegt werden, so daß auch im Falle eines Störlicht­ bogens im Kabelanschlußraum in sämtlichen Feldern die Strom­ zufuhr unterbrochen wird.

Wie auch aus der Anspruchsfassung hervorgeht, kann sowohl die Übertragung der Auslösebewegung auf das Gestänge 14 anders als durch die im Ausführungsbeispiel dargestellte und beschriebene Stange 20 erfolgen als auch die die Stan­ genbewegung auslösende Klappe 18 anders gestaltet sein, beispielsweise als Faltenbalg oder dergleichen.

Claims (6)

1. Mittelspannungs-Schaltanlage mit mindestens einem Ka­ belanschlußfeld, dem mindestens ein gasisoliertes, ge­ kapseltes, Lasttrennschalter und Sammelschienen auf­ weisendes Schaltfeld mit mindestens einem über einen gemeinsamen, von einem nachgiebigen Kapselungsab­ schnitt zu betätigenden Auslöser verbundenen Erdungs­ schalter zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabelanschlußfeld gekapselt ist und die Kapselung einen druckabhänig beweglichen Bereich aufweist, der mit dem Auslöser verbunden ist.

2. Schaltanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine schrankartige Kapselung (16) mit einer Schwenk­ klappe (18) als druckstoßabhängig beweglicher Bereich.

3. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder 2 mit einem mit sämt­ lichen Kraftspeicherantrieben der Erdungsschalter ver­ bundenen Gestänge als Auslöser, dadurch gekennzeich­ net, daß der bewegliche Bereich bzw. die Schwenkklappe (18) mechanisch mit dem Gestänge (14) verbunden ist.

4. Schaltanlage nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine an der Schwenkklappe (18) angelenkte Druck-Zug- Stange (20), die - vorzugsweise über eine Hebelkombina­ tion - an dem Gestänge (14) angreift.

5. Schaltanlage nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen mittigen Stangenangriff.

6. Schaltanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrank (16) etwa in mittlerer Höhe seiner Frontseite mit der sich über die gesamte Schrankbreite erstreckenden, um eine horizontale Achse (17) nach oben schwenkbaren Klappe (18) versehen ist.