DE4111586A1 - Elektrische schaltanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltanlage, insbe­ sondere eine Leistungsschalter-Anlage, mit Störlichtbogen­ begrenzer.

Aufgrund des im Falle innerer Lichtbogenfehler auftretenden Überdrucks durch thermische Wirkung und der damit ein­ hergehenden Gefahr des Austretens von Gasen aus Türen, Sichtfenstern usw. werden bei bekannten Leistungsschalter-Anlagen die einzelnen Schaltanlagenabschnitte vollkommen voneinander geschottet und mit Druckentlastungsvorrichtun­ gen versehen. Dies führt zu einem erheblichen, konstrukti­ ven Aufwand sowohl für die Schaltanlage selbst als auch das Schaltanlagengebäude, um äußere Auswirkungen eines Stör­ lichtbogens zu begrenzen.

So wird in "elektrotechnik" Heft 7, April 1978, im Aufsatz "Störlichtbögen im Griff" ausführlich beschrieben, welche Maßnahmen im Zusammenhang mit dem erforderlichen Personen­ schutz, der Betriebssicherheit und der Festigkeit der Schaltanlagengebäude zu ergreifen sind. Insbesondere werden in diesem Aufsatz umfassende Angaben zur konstruktiven Aus­ führung lichtbogenfester Schaltanlagen in Wort und Bild gemacht (vgl. dort Seiten 16 ff.). Dabei sind auch, wie dort auf Seite 20 angegeben wird, VDE- Vorschriften für die Kapselung zu beachten.

Mit all diesen sehr aufwendigen Maßnahmen, die zwar einen selektiven Schutz aller Anlagenabschnitte bei Störlicht­ bogenfehlern bieten, kann in der Regel ein Störlichtbogen im einspeisenden Bereich vom eigenen Leistungsschalter je­ doch nicht ausgeschaltet werden. Es ist daher schon vorge­ schlagen worden, diese Fehler über komplizierte Meßwerter­ fassungs-, Übertragungs- und Auswerteeinrichtungen auf den einspeisenden bzw. übergeordneten Leistungsschalter weiter­ zugeben. Bei den Meßwerterfassungs- und Übertragungseinrich­ tungen handelt es sich um Komponenten, die von außen zwar leicht zu beeinflussen sind, wie zum Beispiel Lichtbogen­ wächter mit faseroptischer Signalübertragung, jedoch stel­ len diese ebenfalls einen erheblichen, konstruktiven Auf­ wand dar, der zur Gewährleistung eines sicheren Ansprechens betrieben werden muß, nicht nur weil ein mit faseroptischer Signalübertragung arbeitender Lichtbogenwächter beispiels­ weise wegen seiner Lichtempfindlichkeit auch auf anderes starkes Licht anspricht, etwa auf Blitz-, Sonnen- und Lam­ penlicht oder die Schaltlichtbögen anderer Schalter. Es sind daher nicht nur Stromwächter erforderlich, die zweck­ mäßigerweise auf einen Wert etwas oberhalb des auftretenden Betriebsstromes eingestellt werden, sondern auch aufwendige Relaiskombinationen usw.

Im Zusammenhang mit dieser Problematik gibt es noch zahl­ reiche andere Vorschläge zur Gewährleistung der erforder­ lichen Sicherheit, die sämtlich einen hohen baulichen und technischen Aufwand erfordern, ohne daß die jahrelangen Bemühungen zu einer wirklichen Sicherheits-Kosten-Optimie­ rung führen konnten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Anlage der eingangs genannten Art eine Einrichtung zur sicheren Beseitigung von Störlichtbögen in jedem Anlagenabschnitt zu schaffen, die die Nachteile bekannter Einrichtungen nicht besitzt, vielmehr insbesondere bei höchster Sicherheit mit minimalem Aufwand sowohl in baulicher als auch in Schal­ tungs- und Komponenten-Hinsicht auskommt.

Die Lösung dieser Aufgabe basiert auf dem erfindungsgemäßen Grundgedanken, mindestens zwei Kurzschließer vorzusehen, die vorzugsweise zumindest indirekt miteinander gekoppelt sind, was zweckmäßig mechanisch geschieht.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet insbesondere für hin­ sichtlich ihrer Räume geschottete, metallgekapselte und gas­ isolierte Leistungsschalter-Anlagen den erheblichen Vor­ teil, daß ohne aufwendige Zusatzaggregate der Leistungs­ schalter selbst geschützt werden kann, und zwar durch Be­ grenzungen von Störungen im Leistungsschalterraum, während der Leistungsschalter beim Stand der Technik im Falle einer Störung im Leistungsschalterraum selbst nicht wirksam wer­ den kann und die Nachfolgeanlagen vor Kurzschlüssen schützt.

Mit der Erfindung wird trotz des Problems, daß jede Zelle der Anlage aus mindestens drei separaten, gegeneinander abgeschotteten Teilabschnitten besteht, jeder Bereich vor den Auswirkungen eines Störlichtbogens geschützt. Bei einer Leistungsschalter-Anlage weist jede Zelle mindestens einen Sammelschienenraum, mindestens einen Leistungsschalterraum und mindestens einen Kabelanschlußraum auf, für welchen Aufbau die Erfindung eine Ausbildung der Leistungsschalter-Anlage bietet, mit der im Störlichtbogenfall der Sammel­ schienenraum und Kabelanschlußraum selektiv durch Zuschal­ ten von Kurzschließern geschützt sind und bei einem Licht­ bogenfehler im Leistungsschalterraum dieser durch Kurz­ schließen des Kurzschließers sowohl hinter dem gestörten Bereich - also im Kabelabgang - als auch vor dem gestörten Bereich - also in der Einspeisung - geschützt ist.

In bevorzugter, praktischer Ausbildung weist jeder der ge­ nannten Räume mindestens einen nachgiebigen Abschnitt in seiner Kapselung auf, die - beispielsweise als Druckent­ lastungsklappe - im Falle einer Lichtbogenstörung eine nach außen gerichtete, druckentlastende Bewegung ausführt. Die vorgesehenen Kurzschließer können in einfacher und wirkungs­ voller Weise jeweils mit dem nachgiebigen Abschnitt des je­ weils zugeordneten Raums verbunden sein, so daß eine Bewe­ gung jedes nachgiebigen Abschnitts mindestens einen Kurz­ schließer auslöst.

Eine weitere Vereinfachung des Aufbaus der erfindungsgemä­ ßen Anlage ergibt sich nach einem weiteren Merkmal der Er­ findung dadurch, daß in ausgestalteter Ausführung einer der Kurzschließer der für Leistungsschalter-Anlagen ohnehin vor­ handene Erder ist, der vorzugsweise im Kabelanschlußraum untergebracht ist. Bei dieser Vorzugsausführung werden in weiterer Ausgestaltung zwei Kurzschließer vorgesehen, von denen der eine als Erder im Kabelanschlußraum und der ande­ re Kurzschließer im Sammelschienenraum untergebracht ist.

Die Kopplung der Kurzschließer, die vorzugsweise mecha­ nisch, insbesondere durch Gestänge und/oder Seilzug reali­ siert werden kann, ist für die erfindungsgemäß optimierte Anlage derart getroffen, daß der Kurzschließer (Erder) des Kabelanschlußraums sowohl mit dem nachgiebigen Abschnitt des Kabelanschlußraums als auch mit dem nachgiebigen Ab­ schnitt des Leistungsschalterraums und der Kurzschließer des Sammelschienenraums sowohl mit dem nachgiebigen Ab­ schnitt des Sammelschienenraums als auch mit dem des Lei­ stungsschalterraums verbunden ist. Damit wird in einfacher und zuverlässiger Weise erreicht, daß bei einem Störfall im Leistungsschalterraum sowohl der Kurzschließer des Sammel­ schienenraums als auch gleichzeitig der Erder (dann als Kurzschließer) des Kabelanschlußraums zugeschaltet wird, während bei einem Störfall im Sammelschienenraum bzw. im Kabelanschlußraum jeweils nur der Kurzschließer des Sammel­ schienenraums bzw. der Erder (Kurzschließer) des Kabelan­ schlußraums zugeschaltet wird und die beiden Anlagenberei­ che somit selektiv geschützt sind.

Nachfolgend wird die Erfindung am Beispiel eines in der Zeichnung dargestellten Teils (Zelle) einer Leistungsschal­ ter-Anlage erläutert.

Die insgesamt mit 1 bezeichnete Zelle besteht im dargestell­ ten Ausführungsbeispiel aus drei gegeneinander abgeschot­ teten, metallgekapselten, gasisolierten Räumen, nämlich dem Sammelschienenraum 2, dem Leistungsschalterraum 3 und dem Kabelanschlußraum 4, sowie einem Steuerkasten 5, die mit ihrer Kapselung 6 derart an- bzw. ineinandergefügt sind, daß die Zelle insgesamt räumlich optimal ausgebildet ist.

In der Seitenwand der Kapselung 6 ist sowohl für den Sammelschienenraum 2 als auch für den Kabelanschlußraum 4 je ein nachgiebiger Abschnitt 7 bzw. 8 in Form einer beweglichen Druckentlastungsklappe vorgesehen, während der Leistungsschalterraum 3 in seiner oberen Kapselungswand einen entsprechenden beweglichen Abschnitt 9 ebenfalls in Form einer Druckentlastungsklappe aufweist. Im Sammelschie­ nenraum befindet sich nahe dessen beweglichem Abschnitt 7 an der Innenseite der Kapselungswand 6 ein Kurzschließer (Kurzschlußschalter) 11 mit einem vorgespannten Kraftspei­ cherantrieb. Ein zweiter Kurzschließer 12 - ebenfalls mit einem Kraftspeicherantrieb - der Zelle 1 befindet sich im Kabelanschlußraum 4, wobei in diesem Fall der ohnehin dort vorgesehene Erder (Erdungsschalter) als Kurzschließer 12 vorgesehen ist. Beide Kurzschließer 11 und 12 sind in ausgeschalteter, d. h. nicht eingelegter Position darge­ stellt und fallen im entsprechenden Störfall in die durch jeweils einen gestrichelten Bogen versinnbildlichte Kurz­ schlußposition.

Zwischen dem Kurzschließer 11 und der Klappe 7 besteht eine mechanische Verbindung, beispielsweise in Form eines Gestän­ ges oder eines Seilzugs 13, während ein entsprechendes Ge­ stänge bzw. ein entsprechender Seilzug 14 den Kurzschließer (Erder) 12 mit der Klappe 8 des Kabelanschlußraums 4 verbin­ det. Weiterhin ist sowohl der Kurzschließer 11 des Sammel­ schienenraums 2 als auch der Kurzschließer 12 des Kabelan­ schlußraums 4 jeweils mechanisch mit der Klappe 9 des Leistungsschalterraums 3 verbunden, und zwar wiederum über ein geeignetes Gestänge bzw. einen geeigneten Seilzug 15 vom Kurzschließer 11 zur Klappe 9 bzw. ein Gestänge oder einen Seilzug 16 vom Kurzschließer 12 zur Klappe 9. Wenn, wie im vorliegenden Fall, der Kurzschließer 12 des Kabel­ anschlußraums als Erder ausgebildet ist bzw. der dort ohne­ hin vorhandene Erder als Kurzschließer eingesetzt wird, besitzt dieser außerdem eine nicht dargestellte, manuelle Betätigungsmöglichkeit von außen über einen Sprungantrieb für die Erderfunktion, so daß der Kurzschließer 12 des Kabelanschlußraums 4 sowohl willkürlich manuell über den Sprungantrieb als auch automatisch im Störlichtbogenfall über das Gestänge bzw. den Seilzug 14 ausgelöst werden kann bzw. wird.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Anordnung ermöglicht somit eine selektive Betätigung der Kurzschließer im Fall eines Störlichtbogens entweder im Sammelschienenraum 2 oder im Kabelanschlußraum 4 aufgrund von Bewegungen entweder der Klappe 7 oder der Klappe 8 und darüber hinaus eine gleich­ zeitige Betätigung beider Kurzschließer 11 und 12 im Falle eines Störlichtbogens im Leistungsschalterraum aufgrund einer druckentlastenden Bewegung der Klappe 9, da in diesem Fall der Fehler im Zu- und/oder Abgang liegen kann. Der Kurzschließer 11 ist somit sowohl im Falle eines Fehlers in der Zuleitung über den nachgiebigen Abschnitt bzw. die Platte 7 des Sammelschienenraums 2 als auch durch eine Bewegung der Klappe 9 des Leistungsschalterraums 3 zu betä­ tigen, die in diesem Fall dann gleichzeitig auch den Kurz­ schließer 12 des Kabelanschlußraums 4 betätigt, der unabhän­ gig davon im Falle eines Fehlers im Kabelanschlußraum 4 von der Platte 8 betätigt wird.

Claims (14)

1. Elektrische Schaltanlage mit Störlichtbogenbegrenzer, gekennzeichnet durch mindestens zwei Kurzschließer (11, 12).

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschließer (11, 12) zumindest indirekt miteinan­ der gekoppelt sind.

3. Anlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine me­ chanische Kopplung.

4. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch separate (Metall-)Kapselung und (Gas-)Isolierung.

5. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Leistungsschal­ ter-Anlage ausgebildet ist.

6. Anlage nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch minde­ stens einen Sammelschienenraum (2), mindestens einen Leistungsschalterraum (3) und mindestens einen Kabelan­ schlußraum (4) jeder Zelle (1), wobei sämtliche Räume voneinander geschottet sind.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Raum (2, 3, 4) mindestens einen nachgiebigen Abschnitt (7, 9 bzw. 8) in seiner Kapselung (6) auf­ weist.

8. Anlage nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Ver­ bindung der Kurzschließer (11, 12) jeweils mit dem nachgiebigen Abschnitt (7 bzw. 8) des jeweils zugeord­ neten Raums (2 bzw. 4).

9. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Kurz­ schließer (12) ein Erder ist.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der als Kurzschließer vorgesehene Erder (12) im Kabel­ anschlußraum (4) untergebracht ist.

11. Anlage nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch zwei Kurzschließer (11, 12), von denen der eine (12) als Erder im Kabelanschlußraum (4) und der andere (11) im Sammelschienenraum (2) untergebracht ist.

12. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kurzschließer (11, 12) einen vorgespannten Kraftspeicherantrieb be­ sitzt.

13. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschließer (Er­ der) (12) des Kabelanschlußraums (4) sowohl mit dem nachgiebigen Abschnitt (8) des Kabelanschlußraums (4) als auch mit dem nachgiebigen Abschnitt (9) des Lei­ stungsschalterraums (3) und der Kurzschließer (11) des Sammelschienenraums (2) sowohl mit dem nachgiebigen Abschnitt (7) des Sammelschienenraums (2) als auch mit dem (9) des Leistungsschalterraums (3) verbunden ist.

14. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 13, gekennzeichnet durch mechanische, vorzugsweise Gestänge- und/oder Seilverbindungen (13, 14, 15).