DE4312620A1 - Elektrisches Schaltfeld - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltfeld gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein solches Schaltfeld ist z. B. aus der Druckschrift 13 76/H, Jahrgang 86 der Firma Calor Emag bekannt geworden. Dort sind die Vakuumröhren des Leistungsschalters auf­ recht gestellt, d. h. ihre Längsachsen verlaufen parallel zur Vorderfront des Schaltfeldes. Darüberhinaus ist das Schaltfeld in mehrere hermetisch gasdichte Räume, wie Leistungsschalter- und Sammelschienenraum, unterteilt. Ein Sammelschienentrennschalter ist mit einem Erdungs­ schalter (sog. Dreistellungsschalter) kombiniert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schaltfeld gemäß Ober­ begriff des Anspruches 1 zu vereinfachen und räumlich op­ timal zu gestalten.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merk­ male des Anspruches 1.

Der Leistungsschalter ist gebildet durch einzelne Schal­ terpole, auch kurz Pole genannt, die in besonders vor­ teilhafter Weise als Vakuumröhren ausgebildet sind. Na­ türlich können auch alle anderen Schalterpolarten benutzt werden, vorausgesetzt, sie können auch betrieben werden, wenn ihre Längsachsen horizontal verlaufen. Wenn somit im folgenden von Polen oder Schalterpolen die Rede ist, sind damit lediglich in bevorzugter Weise Vakuumröhren ge­ meint.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Bei der Erfindung sind nahezu alle elektrischen Aktiv­ teile pro Schaltfeld in einem einzigen gasgekapselten Ge­ häuse zusammengefaßt. Man hat es also nur mit einem ein­ zigen Gasüberwachungsraum zu tun. Durch die mit ihren Achsen in Richtung Schaltfeldtiefe liegenden Pole kann eine ökonomische Raumausnutzung des Gehäuses verwirklicht werden. Quasi in Schichten übereinander können Sammel­ schienen - mit den Achsen in Schaltfeldtiefe hintereinan­ der liegend - Pole sowie darunter - in der Schaltfeld­ tiefe hintereinander liegend - Erdungsschalter sowie Ka­ belendverschlußkörper angeordnet werden.

Ein Trennschalter ist entbehrlich, wenn die Pole an einem demontierbaren Deckel der Vorderfront befestigt und mit Steckkontaktstücken ausgerüstet sind, die mit entspre­ chenden Fixkontakten im Gehäuse zusammenarbeiten, und die Pole Trennerfunktionen übernehmen. Vakuumschalter, auch Vakuumröhren genannt, können ohne weiteres eine Trenner­ funktion übernehmen.

Wenn die Pole oder auch Schalterpole oder die Vakuumröh­ ren ausgetauscht oder repariert werden müssen, dann kön­ nen sie einfach nach vorn herausgezogen werden, wobei die Steckkontaktstücke von den komplementären Fixkontaktstüc­ ken getrennt werden. Die Steck- bzw. Kontaktierungsrich­ tung verläuft dann senkrecht zur Vorderfront, oder hori­ zontal, oder in Richtung der Längsachsen der Schalter­ pole.

Die Maßnahmen gemäß Anspruch 3 erleichtern das Herausneh­ men des Leistungsschalters.

Eine besonders ökonomische Raumausnutzung erhält man bei Verwendung eines Erdungsschalters, der unterhalb der Va­ kuumröhren an der Vorderfront befestigt ist und dessen Schwenkmesser in der Ausschaltstellung zur geerdeten Ba­ siswandung weisen. Bei der Einschaltung werden die Trenn­ messer um 90° in die Schaltfeldtiefe hineinbewegt; sie kontaktieren in der Einschaltstellung mit Festkontakten, die an dem in der Basiswand sitzenden Kabelanschlußkörper gehaltert sind. Hier wird für die Unterbringung des Er­ dungsschalters ein toter Raum genutzt, der wegen des in das Gehäuse ragenden Kabelendverschlußkörpers ohnehin vorgehalten werden muß.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigt die einzige Figur eine Seitenansicht eines Schaltfeldes für Mittelspannung.

Das Schaltfeld, das in seiner Gesamtheit die Bezugsziffer 4 besitzt, umfaßt ein gasdicht gekapseltes Gehäuse 5, un­ terhalb dem sich ein Kabelanschlußraum 6 befindet. An der oberen Seite des Gehäuses 5 ist ein Pufferraum 7 ange­ bracht, in dem ein elastischer Faltenbalg 19 eingesetzt ist. Der Innenraum dieses Balges 19 steht mit der Iso­ liergasatmosphäre des Gehäuses 5 in Verbindung und kann Druckschwankungen, etwa durch Stromwärme, durch Verändern seines Volumens ausgleichen. Der Pufferraum 7 ist anson­ sten stabil gekapselt und steht mit der Atmosphäre in Verbindung, so daß im Pufferraum 7 Atmosphärendruck herrscht. Der Pufferraum 7 befindet sich etwa in der Mitte zwischen der Vorderseite V und der Rückseite R des Schaltfeldes 4. Von der Vorderseite V aus gesehen hinter dem Pufferraum 7 befindet sich ein Auspuffkanal 8, der mittels einer Trennwand 20 mit einer Klappe 20a von dem Pufferraum 7 getrennt ist. Sollte ein Überdruck aufgrund eines Lichtbogens innerhalb des Gehäuses 5 den Balg 19 an einer Stelle, z. B. einer Sollbruchstelle, auftrennen, wird die Klappe 20a in den Auspuffkanal 8 zur Druckentla­ stung geöffnet; die geöffnete Stellung der Klappe 20a ist durch 20a′ gekennzeichnet.

Das Gehäuse 5 ist mit einer vorderen Abschlußwand 16 ver­ schlossen, an die vorne ein Niederspannungsabteil 17 vor­ gebaut ist. Dieses umfaßt einen Steuerschrank 9 sowie einen Leistungsschalterantrieb 10. Unterhalb des Lei­ stungsschalterantriebes 10 ist ein Antrieb 10a für einen Erdungsschalter 12 (siehe weiter unten). Die Bedienseite 14 dieses Abteiles 17 ist durch eine Tür (ohne Bezugszif­ fer) abgedeckt und zu öffnen. In der vorderen Wand 16 des Gehäuses 5 ist gasdicht ein Deckel 23 eingesetzt, an dem wiederum Isoliergehäuse 24 der Vakuumröhren 11 eines Lei­ stungsschalters 11a befestigt sind. Zu diesem Zweck sind Stutzen 25 vorgesehen, über die die Isoliergehäuse 24 am Deckel 23 befestigt sind.

Von den Vakuumröhren 11 herkommend sind senkrecht zur Va­ kuumröhrenlängsachse Anschlußschienen 26 und 27 durch das Isoliergehäuse 24 herausgeführt. An der Anschlußschiene 26 befindet sich ein Steckkontaktstück 28 und an der An­ schlußschiene 27 ein Steckkontaktstück 28a, wobei sich die Anschlußschiene 26 mit dem Steckkontaktstück 28 im Bereich der vorderen Wand 16 des Gehäuses befinden, woge­ gen die Anschlußschiene 27 mit dem Steckkontaktstück 28a jeder Vakuumröhre 11 im Bereich der Rückwand 15 des Ge­ häuses liegen. Die Steckkontaktstücke 28, 28a, die als Steckbuchsen ausgebildet sind, sind in Richtung der Rück­ wand 15 offen und können mit jeweils einem als Stecker­ stift ausgebildeten festen Kontaktstück 35 und 35a kon­ taktiert werden. Das feste oder feststehende Kontaktstück 35 (kurz auch Festkontaktstück 35 genannt) steht über Zu­ führungsleitungen 29a mit Sammelschienen 29 in Verbin­ dung, wogegen das Festkontaktstück 35a über eine Verbin­ dungsleitung 30 mit einer Kabelsteckbuchse 18 für jedes Kabel 31 in Verbindung steht und von diesem gehaltert wird. An der Verbindungsleitung 30 befindet sich ein Festkontaktstück 32 für das Schaltmesser 21 eines Er­ dungsschalters 12, wobei selbstverständlich für jede Va­ kuumröhre jeweils ein eigener Erdungsschalterpol vorhan­ den ist.

In die Basis- oder Bodenwand 22 ist ein induktiver Span­ nungssensor 33 gasdicht eingesetzt, der den zur Verfügung stehenden Raum zwischen der Rückwand 15 und der Kabel­ steckbuchse 18 ausnutzt. In die Kabelsteckbuchse 18 ein­ gegossen ist ein den Leitungszug durch die Kabelsteck­ buchse 18 umgebender Stromsensor 34 eingebracht. Selbst­ verständlich könnte auch das Kabel 31 von einem Stromsen­ sor umgeben sein, der beispielsweise ebenfalls als Ro­ gowskispule ausgebildet ist. Mit diesem Sensor 34 wird im Endeffekt der durch das Kabel fließende Strom gemessen.

Die Längsachsen 13 der Vakuumröhren 11 stehen senkrecht zu der vorderen Wand 16, also zur Vorderfront V, wobei die Vakuumröhren in ihrer Längserstreckung in Richtung der Schaltfeldtiefe ausgerichtet sind. Dadurch ergibt sich eine ökonomische Schichtanordnung der elektrischen Aktivteile, angefangen mit den zuoberst angeordneten Sam­ melschienen 29, die in der Schaltfeldtiefe mit ihren Sym­ metrieachsen auf einer Linie hintereinander und in einer horizontalen Ebene liegen. Darunter schließen sich die mit ihren Längsachsen 13 in Schaltfeldtiefe verlaufenden Vakuumröhren 11 an, die ebenfalls in einer horizontalen Ebene liegen. Zuunterst sind in der Schaltfeldtiefe hin­ tereinander Spannungswandler, Kabelendverschlußkörper und Erdungsschalter 12, der an der vorderen Wand 16 befestigt ist, als letzte "untere Schicht" angeschlossen.

Im eingeschalteten Zustand verlaufen die Schaltermesser 21 des Erdungsschalters 12 horizontal und im ausgeschal­ teten Zustand weisen die Schaltermesser 21 hin zur Basis­ wand 22. Sie weisen damit von den Vakuumröhren weg, so daß die Vakuumröhren 11 und der Erdungsschalter 12 rela­ tiv eng aneinander rückbar sind. Der vertikale Abstand der beiden ist dadurch minimierbar.

Die Antriebe für den Leistungsschalter 11a und den Er­ dungsschalter 12 sind je in einem vor der vorderen Wand 16 angeordneten Schalterantriebsgehäuse 10 und 10a unter­ gebracht.

Die Demontage der Anordnung erfolgt folgendermaßen: Wird der Deckel 23 demontiert, werden die Vakuumröhren 11 mit den Steckkontaktstücken 28 nach vorn herausgezogen, so daß zwischen den Festkontaktstücken 35, 35a und den Steckkontaktstücken 28, 28a eine Trennstrecke entsteht. Bei dieser Demontage des Deckels wird ein in der Regel von außen heranbringbarer Hilfsfahrwagen (nicht darge­ stellt) benutzt, auf dem sich das Schalterantriebsgehäuse 10 abstützen kann.

Claims (7)

1. Elektrisches metallgekapseltes, gasisoliertes Schaltfeld, insbesondere für Mittelspannung, mit einem Leistungsschalter, der durch vorzugsweise Vakuumröhren gebildet ist, Sammelschienen sowie einem mit Schwenkmes­ sern ausgerüsteten Erdungsschalter, dadurch gekennzeich­ net, daß das Schaltfeld (4) lediglich ein einziges gas­ dicht geschottetes Gehäuse (5) enthält, in dem mindestens der Leistungs-, der Erdungsschalter (12) sowie die Sam­ melschienen (29) untergebracht sind, daß die Schalter­ pole, vorzugsweise die Vakuumröhren (11) des Leistungs­ schalters an der der Bedienseite (14) naheliegenden Vor­ derfront (16) des Gehäuses (5) befestigt sind, daß sich die Längsachsen (13) der Schalterpole, vorzugsweise der Vakuumröhren (11) zwischen Vorderfront (16) und gegen­ überliegender Rückwand (15) des Gehäuses (5) erstrecken und daß die Pole, vorzugsweise die Vakuumröhren (11) Steckkontaktstücke (28, 28a) aufweisen, die mit komple­ mentären Fixkontaktstücken (35, 35a) im Gehäuse (5) kon­ taktierbar sind.

2. Schaltfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Längsachsen (13) der Schalterpole (11) senk­ recht auf der Fläche der Vorderfront (16) stehen.

3. Schaltfeld nach Anspruch 1 oder 2, mit in Iso­ liergehäusen eingesetzten Vakuumröhren, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Isoliergehäuse (24) jeweils über einen rohrförmigen, insbesondere zylindrischen, Stutzen (25) an einem demontierbaren Deckel (23) der Vorderfront (16) be­ festigt sind.

4. Schaltfeld nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aus den Schalterpolen, vorzugsweise den Va­ kuumröhren (11) nahezu senkrecht zu ihren Längsachsen (13) Anschlußschienen (26, 27) für daran befestigbare Steckkontaktstücke (28, 28a) herausgeführt sind, wobei eine vorderfrontnahe Anschlußschiene (26) in Richtung der Sammelschienen (29) aus dem jeweiligen Schalterpol (11) herausgeführt ist und eine vorderfrontferne Anschluß­ schiene (27) aus der dem Kabelanschlußraum (6) zugewand­ ten Seite aus dem Schalterpol (11) herausragt.

5. Schaltfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem in das Gehäuse (5) ragenden Kabelendverschlußkörper (18), der in die den Kabelanschlußraum (6) abtrennende Basiswandung (22) gasdicht eingesetzt ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Erdungsschalter (12) räumlich zwi­ schen den Kabelendverschlußkörpern (18) sowie der Vorder­ front (16) angeordnet und an letzterer befestigt ist und daß die Festkontakte (32) für die Schwenkmesser (21) des Erdungsschalters an den Kabelendverschlußkörpern (18) ge­ haltert sind.

6. Schaltfeld nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die freien Enden der Schwenkmesser (21) in der Ausschaltstellung des Erdungsschalters (12) zur Basiswan­ dung (22) hin zeigen.

7. Schaltfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Spannungssensor (33) zwi­ schen Kabelendverschlußkörper (18) sowie Rückwand (15) angeordnet und an der Basiswandung (22) befestigt ist.