DE4000721A1 - Mittelspannungs-schaltanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mittelspannungs-Schaltanlage mit mindestens einem Kabelanschlußfeld und daran angeschlos­ senen Verbrauchern, dem mindestens ein vorzugsweise gasiso­ liertes, gekapseltes, Lasttrennschalter und Sammelschienen aufweisendes Schaltfeld mit mindestens einem einen Auslöser gegebenenfalls mit Auslösekraftspeicher für die Einschal­ tung aufweisenden Erdungsschalter und vorzugsweise einem mit einem Auslösekraftspeicher für die Ausschaltung ausge­ rüsteten Lasttrennschalter zugeordnet ist.

Eine gasisolierte, gekapselte Schaltanlage dieser Art ist in der deutschen Patentschrift 36 06 770 beschrieben. Bei dieser Schaltanlage werden die Erdungsschalter bei einem Störlichtbogen innerhalb der Schaltanlage gemeinsam betä­ tigt. Die Auslösung der Erdungsschalter erfolgt dann, wenn innerhalb des Schaltfeldes aufgrund eines Lichtbogens ein Überdruck entsteht, der über mindestens einen nachgiebigen Abschnitt oder ein Wandteil ein Gestänge des Auslösekraft­ speichers betätigt. Die gleichzeitig als Kurzschlußeinrich­ tung dienenden Erdungsschalter werden dadurch geschlossen, so daß im Störlichtbogenfall vermieden wird, daß Lichtbogen­ zersetzungsprodukte aus der Schaltanlage austreten, denn die Lichtbogenenergie bzw. der durch den Lichtbogen erzeug­ te Überdruck führt zu einer Bewegung des nachgiebigen Wand­ teils, 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.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betätigung der Erdungsschalter im Schaltfeld auch zur Absicherung bei Störfällen im Bereich der mit dem Schaltfeld verbundenen Verbraucher zu nutzen. Vorzugsweise sollen nach der Frei­ schaltung des Abzweiges durch den Leistungsschalter die gestörten Verbraucher durch das Ausschalten der Lasttrenn­ schalter vom Netz getrennt werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Mittelspannungs-Schaltanlage der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß erfindungs­ gemäß der Auslöser mit den Verbrauchern zugeordneten Stö­ rungssensoren verbunden ist.

Wenn diese Störungssensoren bei einem der Verbraucher, der ein Elektromotor, ein Transformator oder ein anderer Strom­ verbraucher sein kann, eine Störung erkennen, erzeugen sie ein elektrisches Signal, das zum Auslöser der Erdungsschal­ ter weitergeleitet wird und deren Schließen bewirkt. Die Erdung und das gleichzeitige Kurzschließen der Kabel bzw. Sammelschienen im Schaltfeld durch die gemeinsam ausge­ lösten Erdungsschalter bewirkt eine sichere Unterbrechung der Energieeinspeisung in die Kabel zu den Verbrauchern, so daß keine weiteren Schäden aufgrund der eingetretenen Stö­ rung entstehen können.

Vorzugsweise weist ein Kraftspeicher am Auslöser eine elek­ tromagnetische Entriegelung auf, die durch das elektrische Signal betätigt wird, wenn ein solches bei einer Störung anliegt.

Je nach Art des zu schützenden Verbrauchers können die Störungssensoren mit einer Fotozelle ausgestattet sein, die auf Lichteinwirkung, z. B. durch einen Lichtbogen, reagiert.

Ebenso kann der Störungssensor einen Temperaturfühler, ei­ nen Druckfühler oder einen Überstromsensor aufweisen. Es ist auch eine Kombination dieser verschiedenen Fühler in einem Störungssensor für einen Verbraucher möglich, falls eine Absicherung gegen die verschiedenen, möglicherweise auftretenden Störungen erforderlich ist.

Weitere Vorzugsausführungen der Erfindung sind in den übri­ gen Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in der Zeich­ nung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer ersten Ausfüh­ rungsform der Erfindung;

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist schematisch ein gasisoliertes, gekapseltes Schaltfeld 1 dargestellt, in dem sich für jede Phase ein Lasttrennschalter 4 und ein Erdungsschalter 5 befinden. Von einem Leistungsschalter 7 führt ein Zuleitungskabel 2 zum Schaltfeld 1. Verschiedene Verbraucher 8, 9, 10, 11, z. B. Elektromotoren, Transformatoren usw. sind über ein Kabel 3 mit dem Schaltfeld 1 verbunden. Jeder Erdungsschalter 5 steht mit einem Auslöser 6 mit Auslösekraftspeicher in Verbindung. Dieser Auslöser 6 wird betätigt, sowohl wenn innerhalb des Schaltfeldes 1 ein Überdruck, z. B. durch ei­ nen Lichtbogen auftritt, als auch wenn an den Verbrauchern 8, 9, 10, 11 eine Störung zu verzeichnen ist.

Zu diesem Zweck ist der Verbraucher 8 mit einem Störungs­ sensor 12 verbunden, der eine Fotozelle aufweist. Diese Fotozelle spricht auf eine auf eine Störung hinweisende Lichterscheinung im Bereich des Verbrauchers 8 an, z. B. einen Lichtblitz aufgrund eines Lichtbogens. Der Verbrau­ cher 9 ist mit einem Störungssensor 13 verbunden, der mit einem Temperaturfühler versehen ist und daher ein Signal erzeugt, wenn im Verbraucher 9 eine überhöhte Temperatur auftritt. Der Verbraucher 10 ist mit einem Störungssensor 14 verbunden, der einen Druckfühler aufweist und daher auf einen auf eine Störung hinweisenden Überdruck im Bereich des Verbrauchers 10 anspricht. Der Verbraucher 11 schließ­ lich ist mit einem Störungssensor verbunden, der einen Überstromsensor aufweist und daher auf einen Überstrom, der bei diesem Verbraucher auf eine Störung hinweist, anspricht.

Die Störungssensoren 12 bis 15 erzeugen im Störungsfalle ein elektrisches Signal, das gegebenfalls in nicht darge­ stellter Weise geformt und/oder verstärkt wird und anschlie­ ßend auf den Auslöser 6 gelangt und dort das Schließen der Erdungsschalter 5 bewirkt. Hierdurch werden die Stromschie­ nen im Schaltfeld 1 geerdet und kurzgeschlossen; das bzw. die Kabel 3 zu den Verbrauchern 8, 9, 10, 11 werden dann augenblicklich stromlos. Auf diese Weise werden Schäden, die durch die registrierte Störung am Verbraucher ausgelöst werden können, vermieden.

In der durch den Leistungsschalter 7 hervorgerufenen strom­ losen Pause wird über einen Stromwandler oder Stromsensor 16 und ein Auswerteglied 17 in Verknüpfung mit einer voraus­ gegangenen, durch einen oder mehrere Störungssensoren 12 bis 15 erfaßten Störung ein Auslöser 18 aktiviert und der Lasttrennschalter 4 ausgeschaltet.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 dadurch, daß zwischen dem Lasttrennschalter 4 und der Abzweigung für den Erdungsschal­ ter 5 Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherungen 20 angeordnet sind, die als Störungssensor wirken. Zu diesem Zweck ist zwischen den Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherungen 20 und dem Auslöser 6 eine Wirkverbindung geschaltet, die im Aus­ lösefall einer oder mehrerer Hochspannungs-Hochlei­ stungs-Sicherungen 20 zunächst über den Auslöser 6 den Erdungsschalter 5 schließt und damit einen dreipoligen Kurz­ schluß einleitet. Nach dem Einschalten des Erdungsschalters 5 und der Kurzschlußstromunterbrechung durch die Hochspan­ nungs-Hochleistungs-Sicherung 20 wird der Auslöser 18 des übergeordneten Lasttrennschalters 4 über ein Zeitverzöge­ rungsglied 19 stromlos getrennt.

Ein mit dem Verbraucher, in diesem Falle dem Transformator 22 verbundener Temperaturfühler 21 ist mit dem Auslöser 18 des Lasttrennschalters 4 direkt verbunden, so daß bei einer einstellbaren, die Normaltemperatur des Transformators 22 überschreitenden Temperaturerhöhung eine Abschaltung direkt über den Lasttrennschalter 4 erfolgt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist eine Kurz­ schlußsicherung wie in Fig. 2 über die mit dem Auslöser 6 verbundenen Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherungen 20 vor­ gesehen, während ein Überstrom- bzw. Überlastschutz für den Transformator 22 mittels eines Überstromrelais 23, das von einem Stromwandler 24 in den Zuleitungen 3 zum Trans­ formator 22 angesteuert wird und das direkt den Auslöser 18 für den Lasttrennschalter 4 ansteuert, erreicht wird.

In beiden Fällen ergibt sich der Vorteil einer Kurzschluß­ stromsicherung durch die Hochspannungs-Hochleistungs-Siche­ rung 20 als bewährte wartungsfreie Schaltmittel, eine Kurz­ schlußstrombegrenzung durch diese Sicherungen, eine Scha­ densbegrenzung durch die kürzere Ausschaltzeit im Kurz­ schlußfall.

Claims (14)

1. Mittelspannungs-Schaltanlage mit mindestens einem Ka­ belanschlußfeld und daran angeschlossenen Verbrau­ chern, dem mindestens ein Schaltfeld mit mindestens einem einen Auslöser aufweisenden Erdungsschalter zuge­ ordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöser (6) mit den Verbrauchern (8 bis 11, 22) zugeordneten Störungssensoren (12 bis 15, 20) verbunden ist.

2. Schaltanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen einen Auslöser (18) aufweisenden Lasttrennschal­ ter (4).

3. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Störungssensoren (12 bis 15, 20) bei einer Störung ein elektrisches Signal erzeugen, das auf eine elektromagnetische Entriegelung am Auslöser (6) wirkt.

4. Schaltanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Störungssensor (12) eine Fotozelle (Blitzschutz) aufweist.

5. Schaltanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Störungssensor (13) einen Temperaturfühler aufweist.

6. Schaltanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Störungssensor (14) einen Druckfühler (Buchholzschutz) aufweist.

7. Schaltanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Überstromsensor (15, 20) (Überstromschutz).

8. Schaltanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stromwandler oder -sensor (16) in Verbindung mit mindestens einem der Störungssensoren (12 bis 15) über ein Auswerte- oder Verknüpfungsglied (17) den Auslöser (18) akti­ viert und den Lasttrennschalter (4) stromlos ausschal­ tet.

9. Schaltanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Last­ trennschalter (4) und der Abzweigung für den Erdungs­ schalter (5) Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherungen (20) angeordnet sind.

10. Schaltanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherungen (20) in Wirkverbindung mit dem Auslöser (6) stehen und die­ sen im Auslösefall einer oder mehrerer Hochspan­ nungs-Hochleistungs-Sicherungen (20) ansteuern, worauf die Kurzschlußstromunterbrechung der noch nicht ange­ sprochenen Sicherungen erfolgt.

11. Schaltanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Auslöser (6) und dem Auslöser (18) ein Zeitverzögerungsglied (19) angeordnet ist.

12. Schaltanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturfüh­ ler (21) am Verbraucher (Transformator 22) mit dem Auslöser (18) verbunden ist.

13. Schaltanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überstrom­ relais (23) von einem Stromwandler (24) in den Zulei­ tungen (3) zum Verbraucher (Transformator 22) angesteu­ ert mit dem Auslöser (18) verbunden ist.

14. Schaltanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltfeld gasisoliert und gekapselt ist.