DE3904439A1 - Metallgekapselter druckgas-leistungsschalter mit anschlussvorrichtungen der unterbrechereinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen metallgekapselten Druckgas- Leistungsschalter mit einem gasgefüllten Gehäuse, einer in dem Gehäuse isoliert abgestützten Unterbrechereinheit, einer An­ triebseinheit, einem Kopfstück des Gehäuses mit einem gasdicht geführten Antriebsteil zur Verbindung der Antriebseinheit mit der Unterbrechereinheit und mit Anschlußvorrichtungen für die elektrische Verbindung der Unterbrechereinheit mit ortsfesten Leitern.

Die Unterbrechereinheiten von Leistungsschaltern der genannten Art sind im Betrieb nicht zugänglich, da sie in einem dicht ab­ geschlossenen Behälter oder Gehäuse in einer isolierenden Gas­ atmosphäre, beispielsweise von Schwefelhexafluorid, unterge­ bracht sind.

Soll eine Unterbrechereinheit einer Revision unterzogen werden, so sind eine Reihe von Handlungen vorzu­ nehmen, um die Unterbrechereinheit freizulegen. Hierzu gehört, abgesehen von den erforderlichen elektrischen Maßnahmen, die Öffnung des Gehäuses nach Entfernung des Isoliergases und an­ schließender Belüftung sowie die Lösung einer Reihe mechani­ scher Verbindungen. Insbesondere sind die elektrischen Ver­ bindungen zwischen der Unterbrechereinheit und den ortsfesten Leitern zu lösen.

Der Erfindung liegt in diesem Zusammenhang die Aufgabe zugrunde, den Leistungsschalter so zu gestalten, daß der zur Entnahme der Unterbrechereinheit aus ihrem Gehäuse benötigte Zeitaufwand wesentlich verkürzt wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens eine der Anschlußvorrichtungen als Trennkontaktvor­ richtung mit einem an der Unterbrechereinheit angebrachten Kontakteil und einem weiteren, an einem ortsfesten Leiter an­ gebrachten Kontaktteil ausgebildet ist, ferner daß die Trenn­ kontaktvorrichtung eine sich im wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse der Unterbrechereinheit erstreckende Arbeitsrichtung besitzt und daß das Kopfstück mit der daran befestigten Unter­ brechereinheit bzw. einer Baugruppe derselben über eine be­ grenzte Wegstrecke nur entlang einer Führungsbahn in der Ar­ beitsrichtung der Trennkontaktvorrichtung verschiebbar ange­ ordnet ist.

Diese Anordnung gestattet es, nach Vornahme der vorbereitenden Handlungen wie Entnahme des Isoliergases, Belüftung und Lösen der Verschraubung des Kopfteiles, die Trennkontaktvorrichtung durch eine Relativbewegung des Kopfteiles gegenüber dem Gehäuse außer Eingriff zu bringen. Die Führungsbahn verhindert dabei zunächst, daß eine andere als eine rechtwinklig zur Längsachse der Unterbrechereinheit und des Gehäuses verlaufende Bewegung ausgeführt werden kann, die mit einer Beschädigung der Trenn­ kontaktvorrichtung verbunden sein könnte. Eine axiale Ver­ schiebung des Kopfstückes und der daran befestigten Unter­ brechereinheit kann erst vorgenommen werden, wenn eine aus­ reichende Querverschiebung vorgenommen ist und das Kopfstück die Führungsbahn verlassen hat.

Die Führungsbahn kann von einfacher Beschaffenheit sein, da eine Revision der Unterbrechereinheiten von metallgekapselten Druckgas-Leistungsschaltern nur in großen Zeitabständen er­ forderlich ist und lediglich sichergestellt sein soll, daß nicht durch Unachtsamkeit oder eine übereilte Arbeitsweise Schäden entstehen. Geeignet ist insbesondere ein Aufbau, bei dem die Führungsbahn durch die einander gegenüberstehenden Stirnflächen der Verbindungsflansche des Gehäuses und des Kopfstückes sowie durch ein den Verbindungsflansch des Kopf­ stückes übergreifendes und bei fluchtender Stellung der Ver­ bindungsflansche deren relative axiale Verschiebung aus­ schließendes Sperrstück gebildet ist. Dieses Sperrstück kann als ein an dem Verbindungsflansch des Gehäuses befestigter und den Verbindungsflansch des Kopfstückes übergreifender Bügel ausgebildet sein.

Eine wesentliche Erleichterung für den Ausbau einer Unter­ brechereinheit kann es bereits darstellen, wenn eine der beiden Anschlußvorrichtungen als Trennkontaktvorrichtung aus­ gebildet ist. Insbesondere empfiehlt es sich in Verbindung mit einer einteiligen Unterbrechereinheit, bei Verwendung nur einer Trennkontaktvorrichtung diese antriebsseitig, d. h. nahe dem Kopfstück anzuordnen und die Anschlußvorrichtung am gegenüberliegenden Ende der Unterbrechereinheit als axial bedienbare Schraubklemmvorrichtung auszubilden.

Eine besonders einfache Handhabung ist dadurch zu erreichen, daß beide Anschlußvorrichtungen durch Trennkontaktvorrichtungen in der angegebenen Lage gebildet sind.

Es kann zweckmäßig sein, auch an dem Teil des Gehäuses, der dem Kopfstück gegenüberliegt, eine Sperre gegen unmittelbare axiale Entfernung eines Verschlußflansches vorzusehen. Hierzu kann der Verschlußflansch über eine begrenzte Wegstrecke gleichfalls nur entlang einer in der Arbeitsrichtung der Trenn­ kontaktvorrichtung ausgerichteten Führungsbahn verschiebbar an­ geordnet sein. Diese Gestaltung ist sinnvoll bei Leistungs­ schaltern anwendbar, bei denen die Unterbrechereinheit in zwei axial nebeneinander angeordnete Baugruppen unterteilt ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen metallgekapselten Druckgas-Leistungs­ schalter mit einer in zwei Baugruppen geteilten Unterbrecher­ einheit im Längsschnitt mit Trennkontaktvorrichtungen für beide Anschlußstellen der Unterbrechereinheit.

In der Fig. 2 ist in einer der Fig. 1 entsprechenden Dar­ stellung ein Druckgas-Leistungsschalter mit einteiliger Unter­ brechereinheit gezeigt, bei dem nur antriebsseitig eine Trenn­ kontaktvorrichtung vorgesehen ist.

Einzelheiten einer Trennkontaktvorrichtung und einer Führungs­ bahn zeigt die Fig. 3, die einen vergrößerten Ausschnitt des Leistungsschalters gemäß der Fig. 2 zeigt.

Der in der Fig. 1 gezeigte Druckgas-Leistungsschalter 1 ist insbesondere zum Einsatz in gasisolierten metallgekapselten Hochspannungs-Schaltanlagen vorgesehen. Der Leistungsschalter 1 besitzt ein Metallgehäuse 2, das an seiner einen Stirnseite durch ein Kopfstück 3 und an seiner gegenüberliegenden Stirn­ seite durch einen Verschlußflansch 4 abgeschlossen ist. Zwischen diesen befindet sich eine Unterbrechereinheit 5, die beispielsweise der Bauart der Blaskolbenschalter angehören kann und deren Längsachse mit L bezeichnet ist. An ihrem in der Fig. 1 rechts dargestellten Ende ist die Unterbrecher­ einheit 5 unter Zwischenfügung einer Anschlußarmatur 6 durch einen hohlen Stützisolator 7 gehalten, der mittels eines ange­ formten Flanschringes 8 an einem Tragring 10 befestigt ist. Mit dem Kopfstück 3 einstückige Rippen 11 halten den Tragring 10 in einer gegenüber einem Verbindungsflansch 12 des Gehäuses 2 axial nach innen versetzten Stellung. Das Kopfstück 3 besitzt zur Befestigung an dem Gehäuse 2 einen Verbindungsflansch 9, der dem Verbindungsflansch 12 angepaßt ist.

Am gegenüberliegenden, in der Fig. 1 links gezeigten Ende ist die Unterbrechereinheit 5 durch einen Stützisolator 13 ge­ halten, der auf einem Sockelteil 14 des Verschlußflansches 4 befestigt ist.

Die Unterbrechereinheit 5 umfaßt zwei axial nebeneinander an­ geordnete Baugruppen 15 und 16, die über Trennkontaktvor­ richtungen 17 und 18 mit ortsfesten Leitern 19 bzw. 20 in Ver­ bindung stehen. Diese Leiter können beispielsweise zu Durch­ führungen gehören, die den Gasraum des Leistungsschalters 1 abschotten. Die in der Fig. 1 rechts gezeigte Baugruppe 15 weist ein feststehendes Kontaktrohr 21, einen axial bewegbaren Schaltkontakt 22 sowie einen gleichfalls axial verschiebbaren Blaszylinder 23 auf. Schaltstangen 24 sind durch eine Antriebs­ einheit 25 und ein die Antriebsbewegung gasdicht in das Kopf­ stück 3 leitende Welle 26 betätigbar. Die zusammenwirkenden Teile der Trennkontaktvorrichtung 17 sind ein an dem ortsfesten Leiter 19 befestigtes Mantelstück 27 und ein an der Anschluß­ armatur 6 angebrachtes Gegenkontaktstück 28.

Die Baugruppe 16 der Unterbrechereinheit 5 weist ebenfalls ein feststehendes Kontaktrohr 29 sowie ein Richtorgan 30 für Schalt­ gase und den bereits erwähnten Stützisolator 13 auf. Die gleich­ falls bereits erwähnte Trennkontaktvorrichtung 18 weist ein Mantelstück 31 und ein Gegenkontaktstück 32 auf. Diese Teile sind an dem ortsfesten Leiter 20 bzw. an dem Richtorgan 30 be­ festigt.

Von der näheren Beschreibung der Trennkontaktvorrichtungen 17 und 18 wird abgesehen, da diese in zahlreichen geeigneten Aus­ führungen bekannt sind. Es sei lediglich erwähnt, daß eine be­ grenzte allseitige Schwenkbarkeit der Mantelstücke 27 und 31 relativ zu den ortsfesten Leitern 19 und 20 günstig für das Zusammenwirken mit den Gegenkontaktstücken 28 und 32 ist und zu einem sicheren Stromübergang beiträgt.

Die Arbeitsrichtung der Trennkontaktvorrichtungen 17 und 18 verläuft rechtwinklig zu der Längsachse L der Unterbrecherein­ heit 5. Daher können die Gegenkontaktstücke 28 und 32 durch eine Verschiebung der Unterbrechereinheit in Richtung eines in der Fig. 1 gezeigten Pfeiles 33 außer Eingriff mit den Trennkontaktvorrichtungen 17 und 18 gebracht werden. Dies geschieht gesondert für die Baugruppen 15 und 16. Betrachtet man zunächst die Baugruppe 15, so wird in deren Ausschalt­ zustand (Darstellung oberhalb der Längsachse L) das Kopfstück 3 durch Entfernen von Schrauben 34 gelöst. Dieses ist dann in Richtung des Pfeiles 33 entlang einer Führungsbahn verschieb­ bar, die durch die Stirnflächen des Verbindungsflansches 12 des Gehäuses 2 und des Verbindungsflansches 9 des Kopfstückes 3 sowie durch ein Sperrstück 36 gebildet ist, das den Verbindungs­ flansch 9 übergreift. Erst nachdem das Gegenkontaktstück 28 das Mantelstück 27 verlassen hat, kann die Baugruppe 15 der Unter­ brechereinheit 5 aus dem Gehäuse 2 in Richtung des Pfeiles 35 herausgezogen werden. Einzelheiten des Sperrstücks 36 werden noch anhand der Fig. 3 näher erläutert.

Am gegenüberliegenden Ende der Unterbrechereinheit 5 ist für die Baugruppe 16 sinngemäß die gleiche Anordnung vorgesehen. Dementsprechend ist an dem Endflansch 37 des Gehäuses 2 ein weiteres Sperrstück 36 befestigt, das den Verschlußflansch 4 übergreift. Nach dem Lösen von Befestigungsschrauben 38 kann daher der Verschlußflansch 4 gleichfalls nur in Richtung des Pfeiles 33 verschoben werden, bis das Gegenkontaktstück 32 außer Eingriff mit dem Mantelstück 32 gelangt ist. Dann läßt sich der Verschlußflansch 4 mit der daran über den Stütz­ isolator 13 befestigten Baugruppe 16 aus dem Gehäuse 2 ent­ nehmen.

Der Leistungsschalter 40 gemäß der Fig. 2 weist ebenfalls ein Gehäuse 41 und eine darin isoliert abgestützte Unterbrecherein­ heit 42 auf. Im Unterschied zu der Unterbrechereinheit 3 in dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 bildet jedoch die Unter­ brechereinheit 42 eine zusammenhängende Baugruppe mit einem Isolierrohr 43, das beide einander axial fluchtend gegenüber­ stehenden Kontaktrohre 44 und 45 enthält. Diese Anordnung ist wiederum mittels eines hohlen Stützisolators 46 in der schon beschriebenen Weise an einem Kopfstück 47 des Gehäuses 41 be­ festigt. Antriebsseitig, d. h. dort, wo mittels einer An­ triebseinheit und/oder mehrerer Schaltstangen 50 eine Schalt­ bewegung in die Unterbrechereinheit 42, eingeleitet wird, ist die Unterbrechereinheit durch eine Trennkontaktvorrichtung 51 mit einem ortsfesten Leiter 52 verbunden. Am gegenüberliegenden Ende der Unterbrechereinheit 42 ist das Kontaktrohr 45 mit einem Rohrleiter 53 verbunden, der sich durch einen Strom­ wandler 54 bis zu einem Tragrohr 55 erstreckt. Die Verbindung des Rohrleiters 53 mit dem Tragrohr 55 ist als axial bedienbare Schraubklemmvorrichtung ausgebildet. Hierzu greifen eine oder mehrere mit der Längsachse L gleichachsig oder parallel hierzu angeordnete Schrauben 56 in eine den Rohrleiter 53 stirnseitig abschließende Endplatte 57 ein. Zugang zu den Schrauben 56 besteht unmittelbar nach Abnahme eines Verschlußflansches 60.

Soll die Unterbrechereinheit 42 aus dem Gehäuse 41 ausgefahren werden, so werden hierzu nach Vornahme aller vorbereitenden Arbeiten der Verschlußflansch 60 abgenommen und die Verbindungs­ schrauben 61 entfernt, die zur Verbindung des Kopfteiles 47 mit dem Gehäuse 41 in den zugehörigen Verbindungsflanschen 62 bzw. 63 vorgesehen sind. Wird nun die Schraube bzw. die Schrauben 56 an dem Tragrohr 55 gelöst, so ist die gesamte, aus dem Kopfstück 47, der daran angebrachten Unterbrechereinheit 42 und dem weiterführenden Rohrleiter bestehende Anordnung frei für eine in Richtung des Pfeiles 35 vorzunehmende Verschiebung entlang zu der Längsachse L. Hierbei wird die Trennkontaktvor­ richtung 51 gelöst, so daß nun der Verbindungsflansch 63 des Kopfstückes 47 an einem als Schutzbügel 48 ausgebildeten Sperr­ stück vorbeitreten und die erwünschte axiale Verschiebung in Richtung des Pfeiles 35 vorgenommen werden kann.

Einzelheiten der Trennkontaktvorrichtung 51 und des Schutz­ bügels 48 zeigt die Fig. 3 in einer gegenüber der Fig. 2 vergrößerten Darstellung. In einer für Trennkontaktvorrichtungen an sich bekannten Weise besitzt die Trennkontaktvorrichtung 51 zwei gegeneinander bewegbare Teile, von denen ein beispiels­ weise brückenartige Kontaktlamellen enthaltendes Mantelstück 65 an dem Anschlußleiter 52 und ein Gegenkontaktstück 66 an der Unterbrechereinheit 42 angebracht ist. Als Anschlußarmatur dient hierbei ein Stegteil 67 zwischen zwei Wandteilen 68 und 69, die zu einem die Strömung der Schaltgase beeinflußenden Richtorgan 70 gehören.

Der Schutzbügel 48 weist eine im wesentlichen U-förmige Gestalt auf und ist mit seinem einen Schenkel durch Schrauben 71 an dem Verbindungsflansch 62 des Gehäuses 41 befestigt. Um eine Entfernung auszuschließen, kann beispielsweise auch eine Be­ festigung durch Schweißen gewählt sein. An seiner den Schrauben 71 gegenüberliegenden Seite übergreift der Schutzbügel 48 den Verbindungsflansch 63 des Kopfstückes 47 mit seinem Schenkel 72 um ein Maß, das mindestens der Eintrittstiefe des Gegenkontakt­ stückes 66 in das Mantelstück 65 der Trennkontaktvorrichtung 51 entspricht. Damit ist sichergestellt, daß die Unterbrecher­ einheit 42 ohne Gefährdung der Trennkontaktvorrichtung 51 aus dem Gehäuse 41 entfernt werden kann.

Das Sperrstück 36 in dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 kann ähnlich wie der Schutzbügel 48 ausgebildet sein. Es kann jedoch auch eine rechtwinklige Form gewählt sein, bei der ein Schenkel zur Befestigung am Umfang des Endflansches oder Ver­ bindungsflansches dient und der andere Schenkel Bestandteil der Führungsbahn ist.

Wie bei der Betrachtung der Figuren in Verbindung mit der vorstehenden Beschreibung zu erkennen ist, wird der Zeitaufwand für den Ausbau einer Unterbrechereinheit bei einem druckgasiso­ lierten Leistungsschalter durch die Verwendung von Trennkon­ taktvorrichtungen wesentlich verringert. In Abhängigkeit von der jeweils vorliegenden Bauform einer Unterbrechereinheit kann dieser Vorteil auch bereits bei Verwendung einer Trennkontakt­ vorrichtung je Unterbrechereinheit erreicht werden.

Claims (6)

1. Metallgekapselter Druckgas-Leistungsschalter (1, 41) mit
einem gasgefüllten Gehäuse (2, 41),
einer in dem Gehäuse (2, 41) isoliert abgestützten Unter­ brechereinheit (5, 42),
einer Antriebseinheit (25, 49),
einem Kopfstück (3, 47) des Gehäuses (2, 41) mit einem gasdicht geführten Antriebsteil zur Verbindung der Antriebseinheit (25, 49) mit der Unterbrechereinheit (5, 42) und
mit Anschlußvorrichtungen (17, 18; 51, 56) für die elektrische Verbindung der Unterbrechereinheit (5, 42) mit ortsfesten Leitern (19, 20; 52, 55) gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - wenigstens eine der Anschlußvorrichtungen ist als Trenn­ kontaktvorrichtung (17, 51) mit einem an der Unterbrecher­ einheit (5, 42) bzw. einer Baugruppe (15, 16) derselben, angebrachten Kontaktteil (28, 66) und einem weiteren an einem der ortsfesten Leiter (19, 52) angebrachten Kontaktteil (27, 65; 18, 65) ausgebildet,
• - die Trennkontaktvorrichtung (17, 51) besitzt eine sich im wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse (L) der Unter­ brechereinheit (5, 42) erstreckende Arbeitsrichtung und
• - das Kopfstück (3, 47) ist mit der daran befestigten Unter­ brechereinheit (5, 42) bzw. einer Baugruppe (15) derselben über eine begrenzte Wegstrecke nur entlang einer in der Arbeitsrichtung der Trennkontaktvorrichtung (17, 51) ausge­ richteten Führungsbahn (9, 12; 62, 63) verschiebbar ange­ ordnet.

2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn durch die einander gegenüberstehenden Stirnflächen der Verbindungs­ flansche (9, 12; 62, 63) des Gehäuses (2, 41) und des Kopf­ stückes (3, 47) sowie durch ein die Verbindungsflansche (9, 12; 62, 63) übergreifendes und bei fluchtender Stellung der Verbindungsflansche (9, 12; 62, 63) deren relative axiale Verschiebung ausschließendes Sperrstück (36; 48) gebildet ist.

3. Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrstück als ein an dem Verbindungsflansch (62) des Gehäuses (41) befestigter und den Verbindungsflansch (63) des Kopfstückes (47) übergreifender Schutzbügel (48) ausgebildet ist.

4. Leistungsschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide An­ schlußvorrichtungen durch Trennkontaktvorrichtungen (17, 18) gebildet sind.

5. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ver­ wendung nur einer Trennkontaktvorrichtung (51) diese antriebs­ seitig, d. h . nahe dem Kopfstück (47) angeordnet und die An­ schlußvorrichtung am gegenüberliegenden Ende der Unterbrecher­ einheit (42) durch eine axial bedienbare Schraubklemmvor­ richtung (56) gebildet ist.

6. Leistungsschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Kopfstück (3) gegenüberliegender Verschlußflansch (4) des Ge­ häuses (2) über eine begrenzte Wegstrecke gleichfalls nur ent­ lang einer in der Arbeitsrichtung der Trennkontaktvorrichtung (17, 18) ausgerichteten, ein Sperrstück (36) aufweisenden Führungsbahn (4, 37) verschiebbar angeordnet ist.