DE4126786A1 - Modular electric switchgear with selective earthing switch units - enables three bus-bars to be operated with safety in absence of preassembled module contg. similar switch - Google Patents

Modular electric switchgear with selective earthing switch units - enables three bus-bars to be operated with safety in absence of preassembled module contg. similar switch

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Abstract

Modules (10), each incorporating a metal-clad three-pole main switch (11) in series with a selective earthing switch (12), are ranged along three single-pole insulated busbars (1), to which they are connected by additional earthing switch units (2). The contacts (3) of these units are operated by drives (4) changing over between a busbar phase contact (5) and an earth contact (6). Links (9) between feedthroughs (7, 17) enable the main switches (11) to be earthed at either level (12 or 2). USE/ADVANTAGE - At medium-voltage transformer and distribution substations, individual modules can be switched in and out safely without disconnection of entire installation.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electrical Switching device according to the preamble of claim 1.

Schaltvorrichtung dieser und ähnlicher Art werden in großer Anzahl in Transformatorstationen und Energieverteilerstationen im Mittelspannungsbereich (1000 V bis 33 kV) verwendet und sind bereits seit langem bekannt.Switching devices of this and similar types are becoming large Number in transformer stations and power distribution stations used in the medium voltage range (1000 V to 33 kV) already known for a long time.

Beispielsweise ist aus der EP-B1 01 45 994 eine elektrische Schaltvorrichtung bekannt, welche im wesentlichen eine Sammelschiene, einen Wahlschalter und eine als Hauptschalter dienenden Vakuum-Schaltröhre umfaßt, die konstruktiv zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind, so daß Wahlschalter und Hauptschalter unlösbar miteinander verbunden sind. Wahlschalter und Vakuum-Schaltröhren solcher bekannter Vorrichtungen sind diesen somit fest zugeordnet und bilden einen integrierenden Teil der gesamten Anlage. Bei diesen bekannten Anlagen können somit nach erfolgter Inbetriebnahme der elektrisch aktiven Komponenten nur nach Abschaltung der Anlage und unter einem grösseren Montageaufwand Verkleinerungen oder Vergrößerungen durch Demontage oder durch Anbau von Schaltfeldern vorgenommen werden. Durch ihre Konstruktion sind Anlagen dieser bekannten Art an gewisse Baugrößen und auf gewisse Schaltfelder beschränkt und lediglich für Lastschalter und Leistungsschalter kleiner Leistung bemessen.For example, EP-B1 01 45 994 is an electrical one Switching device known, which is essentially a Busbar, a selector switch and one as a main switch serving vacuum interrupter, which is constructive to a Unit are summarized so that selector switch and Main switches are permanently connected. Selector switch and vacuum interrupters of such known devices thus firmly assigned and form an integrating Part of the entire facility. In these known systems can thus after successful commissioning of the electrically active Components only after switching off the system and under one Larger assembly efforts, reductions or enlargements by dismantling or by adding control panels will. Due to their construction, these are known systems Kind on certain sizes and on certain panels limited and only for load switches and circuit breakers small power.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schaltvorrichtung zu schaffen, bei welcher die Sammelschienen von den eigentlichen Schaltmodulen mittels zusätzlicher Wahlschalter konstruktiv getrennt sind, so daß einzelnen Schaltmodule gefahrlos an- und abgekuppelt werden können, ohne hierzu die gesamt Anlage abschalten zu müssen.The invention seeks to remedy this. The invention lies the task of an electrical switching device create, in which the busbars from the actual Design of switching modules using additional selector switches are separated so that individual switching modules can be switched on and off safely can be uncoupled without doing this the entire system to have to switch off.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einer elektrischen Schaltvorrichtung, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.The invention solves the problem with an electrical Switching device having the features of claim 1.

Die elektrische Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung wird im folgenden anhand einer 3-poligen Ausführung beschrieben, es versteht sich jedoch, daß sie auch 1-polig ausgeführt werden kann.The electrical switching device according to the invention is in the described below using a 3-pin version, it however, it goes without saying that they are also made with 1 pole can.

Vorzugsweise wird jede Phase der Sammelschiene in einem eigenen Metallgehäuse untergebracht.Each phase of the busbar is preferably in its own Metal housing housed.

Die eigentlichen Schaltmodule bestehen vorzugsweise aus einem sammelschienenseitigen Wahlschalter (zur Umschaltung zwischen Phasen- oder Erdkontakt) und einem damit verbundenen Hauptschalter in Form einer Vakuum-Schaltkammer, welche zu einer konstruktiven Einheit zusammengefaßt sind. Der Wahlschalter und die Vakuumschaltkammer des Schaltmoduls können beispielsweise analog zur in der EP-B1 01 45 994 beschriebenen Vorrichtung ausgeführt werden, insbesondere die spezielle Ausführung der Betätigungsorgane für die einzelnen Schalter.The actual switching modules preferably consist of one Selector switch on the busbar side (for switching between Phase or earth contact) and an associated Main switch in the form of a vacuum interrupter, which leads to a constructive unit are summarized. The selector switch and the vacuum interrupter of the switching module can, for example  analogous to the device described in EP-B1 01 45 994 be carried out, especially the special execution of the Actuators for the individual switches.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vielfältiger Natur und sind im folgenden aufgelistet:The advantages achieved by the invention are more diverse Nature and are listed below:

  • - Die verschiedenen Schaltmodule können unter Spannung, einzeln, je nach Bedarf ohne Gefahr an den Sammelschienenblock an- und abgekoppelt werden;- The various switching modules can be live, individually, depending on the need without any danger to the busbar block be uncoupled;
  • - Der Sammelschienenblock ist als komplette Konstruktions­ einheit funktionsfähig;- The busbar block is a complete construction unit functional;
  • - Die elektrisch aktiven Teile können spannungsfrei und geerdet geschaltet werden;- The electrically active parts can be de-energized and grounded be switched;
  • - Die Schaltmodule können ohne Eingriff in den Sammel­ schienenblock montiert werden;- The switching modules can work without interfering with the collection rail block can be mounted;
  • - Es ist möglich, bei bestehenden Schaltvorrichtungen, welche in Betrieb sind, Schaltmodule zu entnehmen;- It is possible with existing switching devices, which are in operation, remove switching modules;
  • - Es ist möglich, bei bestehenden Schaltvorrichtungen, welche in Betrieb sind, durch Verwendung von Schaltmodulen ver­ schiedener Bauart durch entsprechenden Austausch Anpassungen an die Benutzerbedürfnisse vorzunehmen.- It is possible with existing switching devices, which are in operation by using switching modules of various types through appropriate exchange adjustments to make user needs.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches zugleich das Funktionsprinzip erläutert, ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention, which at the same time Principle of operation explained, is shown in the drawing and is described in more detail below.

Fig. 1 zeigt das elektrisches Schaltschema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 1 shows the electrical circuit diagram of a device according to the invention.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Sammelschienenblock der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit abgekoppeltem Schaltmodul; Fig. 2 shows a section through the busbar block of the device according to the invention with a disconnected switching module;

Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht des Sammelschienenblock gemäß Fig. 2; und FIG. 3 shows a front view of the busbar block according to FIG. 2; and

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch den Sammelschienenblock der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit angekoppeltem Schaltmodul. FIG. 4 shows a section through the busbar block of the device according to the invention with a connected switching module.

Das in Fig. 1 dargestellte Schaltschema einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung zeigt eine 3-polige Anlage für vier Schaltfelder. Sie besteht im wesentlichen aus einem Sammelschienenblock 8, an welchen wahlweise einzelne Schaltmodule 10 an- und abgekuppelt werden können.The circuit diagram shown in Fig. 1 of a switching device according to the invention shows a 3-pole system for four panels. It essentially consists of a busbar block 8 to which individual switching modules 10 can optionally be coupled and uncoupled.

Der Sammelschienenblock 8 umfaßt drei einpolig isolierte Sammelschienen 1 mit vier Wahlschaltern 2 und bildet eine konstruktive Einheit, welche unabhängig von den Schaltmodulen 10 montiert und elektrisch betrieben werden kann. Jede Phase der Sammelschiene 1 ist in einem eigenen Metallrohr 20 unterge­ bracht.The busbar block 8 comprises three single-pole insulated busbars 1 with four selector switches 2 and forms a structural unit which can be mounted and operated electrically independently of the switching modules 10 . Each phase of the busbar 1 is brought in its own metal tube 20 .

Die einpolig isolierten Sammelschienen 1 sind durch Anstecken weiterer Sammelschienen 1 an ihre seitlichen Durchführungen 23 mittels Kupplungen 22 je nach Bedarf verlängerbar.The single-pole insulated busbars 1 can be extended as required by attaching further busbars 1 to their lateral bushings 23 by means of couplings 22 .

Die Wahlschalter 2 sind mit Schaltkontakten 3 versehen, welche mittels eines Wahlschalterantriebs 4 wechselweise zwischen einem Phasenkontakt 5 der Sammelschiene 1 und einem Erdkontakt 6 umschaltbar sind. Die Schaltkontakte 3 der Wahlschalter 2 sind mit Durchführungen 7 verbunden, an welche die Schaltmodule 10 mit ihren Durchführungen 17 an- und abgekuppelt werden können.The selector switches 2 are provided with switch contacts 3 , which can be alternately switched between a phase contact 5 of the busbar 1 and an earth contact 6 by means of a selector switch drive 4 . The switch contacts 3 of the selector switches 2 are connected to bushings 7 to which the switch modules 10 with their bushings 17 can be coupled and uncoupled.

Durch den Einbau von Durchführungen 7 für die Kupplung mit den Durchführungen 17 der Schaltmodule 10 und den Einbau von Wahlschaltern 2 können die drei Sammelschienen 1 gefahrlos ohne vormontierte Schaltmodule 10 betrieben werden, da es möglich ist die Durchführungen 7 wahlweise an Spannung (über 7, 3, 5, 1) oder an Erde 6 zu schalten. Durch Drehen am Wahlschalterantrieb 4 kann der erforderliche Schaltvorgang in Abhängigkeit von den angeschlossenen Schaltmodulen 10 gefahrlos vorgenommen werden.By installing bushings 7 for the coupling with bushings 17 of the switching modules 10 and the installation of selector switches 2 , the three busbars 1 can be operated safely without preassembled switching modules 10 , since the bushings 7 can optionally be powered (via 7 , 3 , 5 , 1 ) or to earth 6 . By turning the selector switch drive 4 , the required switching process can be carried out safely depending on the connected switching modules 10 .

Die Durchführung 7 kann dabei wahlweise von den Sammelschienen 1 getrennt oder mit diesen verbunden werden. In Fig. 1 ist im ganz rechts angeordneten Schaltfeld die Verbindung zwischen Erdkontakt 6 (Erdpotential) und Durchführung 7 geschlossen; im ganz links angeordneten Schaltfeld ist der Phasenkontakt 5 mit Durchführung 7 verbunden. Die Steckerdurchführungen 7 schließen den Sammelschienenblock S ab.The bushing 7 can either be separated from the busbars 1 or connected to them. In Fig. 1, the connection between earth contact 6 (earth potential) and bushing 7 is closed in the rightmost switch panel; In the switch panel arranged on the far left, phase contact 5 is connected to bushing 7 . The plug bushings 7 close off the busbar block S.

Das Schaltmodul 10 besteht aus einem 3-poligen Hauptschalter 11, der einpolig isoliert in je einem Metallgehäuse eingebaut ist. Der Hauptschalter 11 besteht aus einer mittels eines Antriebs 18 betätigbaren Vakuumschaltkammer 19. Das Schaltmodul 10 umfaßt weiter einen sammelschienenseitigen Wahlschalter 12, wobei der Schaltkontakt 13 des Wahlschalters 12 mittels eines Wahlschalterantriebs 14 wechselweise zwischen einem Phasenkontakt 15 und einem Erdkontakt 16 umschaltbar ist, sowie eine Durchführung 17 zum Anschluß an die Durchführung 7 des Sammelschienenblocks 8 mittels des Kupplungsstückes 9 an den entsprechenden Wahlschalter 2 des Sammelschienenblocks 8. Der Hauptschalter 11 des Schaltmoduls 10 weist an seiner der Sammelschiene 1 abgewandten Seite eine Durchführung 24 auf, an welcher der Kabelabgang 25 angebracht ist.The switching module 10 consists of a 3-pole main switch 11 which is installed in a single-pole, insulated manner in a metal housing. The main switch 11 consists of a vacuum switching chamber 19 which can be actuated by means of a drive 18 . The switching module 10 further comprises a selector switch 12 on the busbar side, the switch contact 13 of the selector switch 12 being alternately switchable between a phase contact 15 and an earth contact 16 by means of a selector switch drive 14, and a bushing 17 for connection to the bushing 7 of the busbar block 8 by means of the coupling piece 9 to the corresponding selector switch 2 of the busbar block 8 . The main switch 11 of the switching module 10 has a bushing 24 on its side facing away from the busbar 1 , to which the cable outlet 25 is attached.

Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung kann auch mit verschiedenartigen Schaltmodulen 10 bestückt sein, insbesondere auch solchen, welche keinen Hauptschalter 11 aufweisen, sondern lediglich durchgekupfert sind.The switching device according to the invention can also be equipped with various types of switching modules 10 , in particular also those which do not have a main switch 11 , but are merely copper-plated.

Die Wahlschalterantriebe 4 und 14 sind aus Sicherheitsgründen konstruktiv derart ausgebildet, daß sie nur bei offenem Hauptschalter 11 betätigt werden können. Ebenfalls aus Sicherheitsgründen ist eine mechanische Sperrung vorgesehen, welche das Abkuppeln der Schaltmodule 10 bei geschlossenem Wahlschalter 2 verunmöglicht. Erst nach erfolgter Umschaltung des Wahlschalter 1 auf Erdkontakt 6 kann das Schaltmodul 10 mechanisch abgekoppelt werden.For safety reasons, the selector switch drives 4 and 14 are designed such that they can only be actuated when the main switch 11 is open. A mechanical lock is also provided for safety reasons, which makes it impossible to uncouple the switching modules 10 when the selector switch 2 is closed. Only after the selector switch 1 has been switched to earth contact 6 can the switching module 10 be mechanically decoupled.

In Fig. 2 ist der als konstruktive Einheit ausgebildete Sammelschienenblock 8 mit den in je einem Metallrohr 20 untergebrachten Sammelschienen 1, den Wahlschaltern 2 und der Durchführung 7 im Seitenschnitt dargestellt.In FIG. 2, designed as a structural unit busbar block 8 is shown with the accommodated in a respective metal tube 20 bus bars 1, the selectors 2 and the passage 7 in the side section.

In Fig. 3 entspricht das ganz rechts liegende Schaltfeld 21 dem in Fig. 2 dargestellten Abschnitt des Sammelschienenblock. Durch Entfernung der Frontplatte des Schaltfeldes 21 sind die in je einem Metallrohr 20 untergebrachten Sammelschienen 1 sowie die Steckerdurchführungen 7 und die seitliche Steckerdurchführung 23 sichtbar. In den drei abgedeckten Schaltfeldern 21 im rechten Teil der Fig. 3 sind die Schalterstellungen der Anlage optisch angezeigt.In FIG. 3, the rightmost switch field 21 corresponds to the section of the busbar block shown in FIG. 2. By removing the front plate of the control panel 21 , the busbars 1, each accommodated in a metal tube 20 , as well as the plug bushings 7 and the side plug bushing 23 are visible. In the three covered panels 21 in the right part of FIG. 3, the switch positions of the system are visually displayed.

Mittels Kupplungsstücken 9, welche in die Steckerdurchführungen 7 und 17 eingesetzt werden können, lassen sich, wie in Fig. 4 dargestellt, die eigentlichen Schaltmodule 10 an den Sammelschienenblock 8 ankuppeln. Im unteren Teil der Fig. 4 sind an der Steckerdurchführung 24 des Schaltmoduls 10 vollisolierte Kabelabgänge 25 angebracht.By means of coupling pieces 9 , which can be inserted in the plug bushings 7 and 17 , the actual switching modules 10 can be coupled to the busbar block 8 , as shown in FIG. 4. In the lower part of FIG. 4, fully insulated cable outlets 25 are attached to the connector bushing 24 of the switching module 10 .

Claims (8)

1. Elektrische Schaltvorrichtung mit mehreren, längs drei einpolig isolierten Sammelschienen (1) angeordneten Schaltmodulen (10), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Sammelschienen (1) und den Schaltmodulen (10) zusätzliche Wahlschalter (2) vorgesehen sind, deren Schaltkontakte (3) mittels eines Wahlschalterantriebs (4) wechselweise zwischen einem Phasenkontakt (5) der Sammelschiene (1) und einem Erdkontakt (6) umschaltbar sind und daß die Schaltmodule (10) von den Wahlschaltern (2) an- und abkuppelbar sind.1. Electrical switching device with several, along three single-pole insulated busbars ( 1 ) arranged switching modules ( 10 ), characterized in that between the busbars ( 1 ) and the switching modules ( 10 ) additional selector switches ( 2 ) are provided, the switching contacts ( 3 ) by means of a selector switch drive ( 4 ) alternately between a phase contact ( 5 ) of the busbar ( 1 ) and an earth contact ( 6 ) and that the switching modules ( 10 ) from the selector switches ( 2 ) can be coupled and uncoupled. 2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschienen (1) und die Wahlschalter (2) konstruktiv zu einem Sammelschienenblock (8) zusammengefaßt sind, der mit Durchführungen (7) versehen ist, an welchen, vorzugsweise mittels eines Kupplungsstückes (9), die mit Durchführungen (17) versehenen Schaltmodule (10) an- und abkuppelbar sind.2. Switching device according to claim 1, characterized in that the busbars ( 1 ) and the selector switch ( 2 ) are structurally combined to form a busbar block ( 8 ) which is provided with bushings ( 7 ), to which, preferably by means of a coupling piece ( 9 ) which can be coupled and uncoupled with bushings ( 17 ) provided with switching modules ( 10 ). 3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaltmodule (10) einen sammelschienen­ seitigen Wahlschalter (12) umfassen, wobei der Schaltkontakt (13) des Wahlschalters (12) mittels eines Wahlschalterantriebs (14) wechselweise zwischen einem Phasenkontakt (15) und einem Erdkontakt (16) umschaltbar ist und eine Durchführung (17) zum Anschluß an die Durchführung (7) des Sammelschienenblocks (8), vorzugsweise mittels eines Kupplungsstückes (9) an den entsprechenden Wahlschalter (2) des Sammelschienenblocks (8) aufweist.3. Switching device according to claim 1 or 2, characterized in that the switching modules ( 10 ) comprise a busbar selector switch ( 12 ), the switching contact ( 13 ) of the selector switch ( 12 ) by means of a selector switch drive ( 14 ) alternately between a phase contact ( 15 ) and an earth contact ( 16 ) can be switched over and has a bushing ( 17 ) for connection to the bushing ( 7 ) of the busbar block ( 8 ), preferably by means of a coupling piece ( 9 ) to the corresponding selector switch ( 2 ) of the busbar block ( 8 ) . 4. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmodule (10) auf ihrer von der Sammelschiene (10) abgewandten Seite einen Hauptschalter (11) aufweisen.4. Switching device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the switching modules ( 10 ) on their side facing away from the busbar ( 10 ) have a main switch ( 11 ). 5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptschalter (11) der Schaltmodule (10) aus einer, vorzugsweise mittels eines Antriebs (18) betätigbaren, Vakuum-Schaltkammer (19) besteht.5. Switching device according to claim 4, characterized in that the main switch ( 11 ) of the switching modules ( 10 ) consists of a, preferably by means of a drive ( 18 ) operable, vacuum switching chamber ( 19 ). 6. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Phase der Sammelschiene (1) in einem eigenen Metallgehäuse (20) untergebracht ist.6. Switching device according to one of claims 1 to 5, characterized in that each phase of the busbar ( 1 ) is housed in its own metal housing ( 20 ). 7. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltmodul (10) mit zwei Durchführungen (17, 24) versehen ist, wobei die eine Durchführung (17) zur Kupplung an den Wahlschalter (2) und die andere Durchführung (24) für einen Kabelanschluß (25) vorgesehen ist.7. Switching device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the switching module ( 10 ) is provided with two bushings ( 17 , 24 ), one bushing ( 17 ) for coupling to the selector switch ( 2 ) and the other bushing ( 24 ) is provided for a cable connection ( 25 ). 8. Verwendung der Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 für Mittelspannungs-Schaltanlagen im Spannungsbereich von 1000 V bis 33 000 V.8. Use of the switching device according to one of claims 1 to 7 for medium voltage switchgear in the voltage range from 1000 V to 33 000 V.
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