DE4438857A1

DE4438857A1 - Metal encapsulated gas-insulated switchboard section

Info

Publication number: DE4438857A1
Application number: DE19944438857
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl Ing Nierbeck; Anders Dipl Ing Paulsson; Martin Dipl Ing Schumacher
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1994-11-02
Filing date: 1994-11-02
Publication date: 1996-05-09

Abstract

The switchboard section (10) has at least one bus bar (12,14) and output (20), at least one switching chamber (22) with a power switch (18) and isolation paths between the bus bars and power switch and between the power switch and the output. A switching vessel (16) filled with insulating gas holds the switching chamber(s) and is connected to the bus bar(s) and output(s) by the connecting lines (24,26,28,30) in contact with the switching chamber(s). The switching chamber(s) is or are movably arranged within the vessel and can be selectively connected to a bus bar and output(s) or brought into an isolated position, in which the required isolating paths are maintained wrt. the conductor ends (32,34,36,38) and/or the switching chamber(s).

Description

Die Erfindung betrifft ein metallgekapseltes gasisoliertes Hoch spannungsschaltfeld mit mindestens je einer Sammelschiene und einem Abgang, mit mindestens einer Schaltkammer mit einem Leistungsschalter sowie mit je einer zwischen Sammelschiene und Leistungsschalter sowie zwischen Leistungsschalter und Abgang vorgesehenen Trennstrecke. Dabei wird im folgenden unter Abgang sowohl ein Kabelabgang, als auch eine Hochspannungsfreileitungs durchführung, ein Anschluß eines Transformators direkt oder eine weitere Sammelschiene verstanden.The invention relates to a metal-encapsulated gas-insulated high voltage control panel with at least one busbar each and one outlet, with at least one switching chamber with one Circuit breaker and one each between busbar and Circuit breaker and between circuit breaker and outlet provided separation distance. In the following it is under leaving both a cable outlet and a high-voltage overhead line implementation, a connection of a transformer directly or a understood another busbar.

Metallgekapselte gasisolierte Hochspannungsschaltfelder werden häufig wegen ihres im Vergleich zu entsprechenden Freiluft schaltanlagen geringen Raumbedarfs in Großstädten und anderen Zentren hohen Energiebedarfs eingesetzt. Dabei werden die bei Freiluftschaltanlagen erforderlichen Isolierabstände dadurch vermieden, daß die jeweiligen, Hochspannung führenden Leiter und die einzelnen Schaltelemente der Schaltanlage in mit unter Druck stehendem Isoliergas gefüllten Sammelschienenrohren bzw. in an die Sammelschienenrohre druckdicht anschließenden Druckbehältern angeordnet sind.Metal-encapsulated gas-insulated high-voltage panels often because of their compared to corresponding open air switchgear requiring little space in large cities and others Centers with high energy requirements. The are at Outdoor switchgear required insulation distances avoided that the respective high voltage conductors and the individual switching elements of the switchgear in with under pressure standing insulating gas filled busbars or in the pressure pipes connected to the busbars are arranged.

Bei allen bekannten gekapselten, gasisolierten Schaltanlagen wird auf kompakte Gestaltung sowie auf störungsfreien Betrieb mit hoher Funktionssicherheit geachtet. Darüberhinaus müssen auch bestehende Sicherheitsvorschriften eingehalten werden, wo nach beispielsweise für jedes Mittel- oder Hochspannungsschalt feld eine sichere Trennung vom jeweiligen Versorgungsnetz ge währleistet sein muß. Hierbei sind entsprechende Mindest- Trennstrecken zwischen den jeweils spannungführenden Teilen vorgeschrieben, deren jeweiliger Wert im wesentlichen von der Höhe der betreffenden Spannung abhängt.In all known encapsulated, gas-insulated switchgear is based on compact design and trouble-free operation respected with high functional reliability. In addition, must Existing safety regulations are also observed where for example for each medium or high voltage switch safe separation from the respective supply network must be guaranteed. Corresponding minimum Separation distances between the live parts prescribed, the respective value of which essentially depends on the Amount of the voltage concerned depends.

Ein Hochspannungsschaltfeld der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 42 10 368 bekanntgeworden. Das bekannte Hochspannungs schaltfeld besitzt entsprechend den bestehenden Vorschriften für den Bau und den Betrieb derartiger Schaltanlagen unter anderem neben dem Leistungsschalter für die eigentliche Unterbrechung bzw. Herstellung der jeweiligen Verbindung jeweils den Sammel schienensystemen und dem Abgang zugeordnete Trennschalter, mit welchen die erforderlichen Trennstrecken eingehalten werden.A high-voltage switch panel of the type mentioned is out DE-OS 42 10 368 become known. The well-known high voltage In accordance with the existing regulations for the construction and operation of such switchgear, among other things next to the circuit breaker for the actual interruption or establishing the respective connection in each case the collection rail systems and the disconnector assigned to the outlet, with which the required separation distances are observed.

Das bekannte Hochspannungsschaltfeld ist im Vergleich zu anderen gekapselten Schaltfeldern relativ kompakt gestaltet und ist auch hinsichtlich seiner Funktion unproblematisch, jedoch besteht an gesichts dichterer Besiedelung und intensiverer Nutzung des vor handenen Raumes das Bedürfnis für noch kompakter gestaltete Schaltanlagen. Darüberhinaus ist es generell wünschenswert, die Anzahl beweglicher und hierdurch einem bewegungsbedingtem Ver schleiß unterworfener Teile zu verringern.The well-known high voltage switch panel is compared to others encapsulated panels are relatively compact and is also unproblematic with regard to its function, but persists Faced denser settlement and more intensive use of the before available space the need for an even more compact design Switchgear. In addition, it is generally desirable that Number of moving and thus a movement-related Ver reduce wear on parts.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfin dung, ein Schaltfeld der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem unter zuverlässiger Einhaltung der bestehenden Vor schriften zusätzliche Trennschalter nicht benötigt werden.Based on this state of the art, it is the task of the inventor tion to create a panel of the type mentioned at which with reliable compliance with the existing pre additional isolating switches are not required.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Demgemäß ist entsprechend der Erfindung ein mit Isoliergas gefüllter Schalterkessel vorge sehen, welcher die mindestens eine Schaltkammer aufnimmt und welcher mittels die mindestens eine Schaltkammer mit ihren Lei terenden kontaktierender Verbindungsleiter mit der mindestens einen Sammelschiene und dem mindestens einen Abgang verbunden ist. Ferner ist die mindestens eine Schaltkammer beweglich im Schalterkessel angeordnet und kann wahlweise mit einer Sammel schiene und dem mindestens einen Abgang verbunden werden oder in eine Trennstellung gebracht werden, in welcher die jeweils er forderliche Trennstrecke zwischen den jeweiligen Leiterenden und/oder der wenigstens einen Schaltkammer eingehalten ist.This object is achieved by the characterizing Features of claim 1 solved. Accordingly, is accordingly the invention featured a switch boiler filled with insulating gas see which houses the at least one switching chamber and which means by means of the at least one switching chamber with its lei terenden contacting connecting conductor with the at least a busbar and the at least one outlet connected is. Furthermore, the at least one switching chamber is movable in the Switch boiler arranged and can optionally with a collection rail and the at least one outlet are connected or in be brought into a separation position, in which he each required separation distance between the respective conductor ends and / or the at least one switching chamber is maintained.

Mit Hilfe dieser erfindungsgemäß vorgesehenen Lösung sind die bestehenden Vorschriften bezüglich der Einhaltung von Mindest- Trennstrecken vollkommen berücksichtigt, ohne daß die seither erforderlichen Trennschalter benötigt werden. Dies hat einen doppelten Vorteil zur Folge, nämlich zum einen, daß die Trenn schalter nicht beschafft bzw. hergestellt werden müssen, und zum anderen, daß die Trennschalter nicht eingebaut und während des Betriebes nicht gewartet werden müssen. Hieraus resultiert inso weit ein nicht unbeträchtlicher Vorteil, nämlich eine erhöhte Zuverlässigkeit in der Funktion des erfindungsgemäßen Schalt feldes.With the help of the solution provided according to the invention, the existing regulations regarding compliance with minimum Separation distances are fully taken into account without the required disconnector are required. This has one double advantage, namely that the separation switches do not have to be procured or manufactured, and for other that the disconnector is not installed and during the Do not need to be serviced. This results in a not inconsiderable advantage, namely an increased one Reliability in the function of the switching according to the invention field.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine Schaltkammer schwenkbar im Schalterkessel angeordnet. Dabei weist jede derartige Schaltkammer an we nigstens einem ihrer Enden Kontaktstücke für die Kontaktierung der Verbindungsleiter auf, die die Wandung des Schalterkessels druckdicht und elektrisch isoliert durchgreifen.According to a preferred embodiment of the invention the at least one switching chamber is pivotable in the switch bowl arranged. Each such switching chamber has we at least one of its ends contact pieces for contacting the connecting conductor on the wall of the switch boiler reach through pressure-tight and electrically insulated.

In vorteilhafter Weiterbildung dieser Ausführungsform sind die Leiterenden der Verbindungsleiter jeweils auf einem dem Schwenk kreis der mindestens einen Schaltkammer entsprechenden Kreis an geordnet. Dabei sind die Leiterenden der zu der mindestens einen Sammelschiene einerseits und zu dem mindestens einen Abgang andererseits führenden Verbindungsleiter im räumlichen Abstand zueinander angeordnet.In an advantageous development of this embodiment, the Conductor ends of the connecting conductors each on a swivel circle of the circle corresponding to at least one switching chamber orderly. The conductor ends are the at least one Busbar on the one hand and to the at least one outlet on the other hand, leading connecting conductors at a spatial distance arranged to each other.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die mindestens eine Schaltkammer für die Kontaktierung der Verbindungsleiter je ein Kontaktstück an einem Ende auf sowie einen elektrischen Anschluß im Bereich ihrer Schwenkachse. Dabei kann der elektrische Anschluß im Bereich der Schwenkachse der mindestens einen Schaltkammer als drehbeweglicher Kontakt ausge bildet sein. Statt dessen kann der elektrische Anschluß im Be reich der Schwenkachse der mindestens einen Schaltkammer auch mittels einem flexiblen Leiter ausgebildet sein.According to a further preferred embodiment of the invention has the at least one switching chamber for contacting the Connection conductors each have a contact piece at one end and an electrical connection in the area of their swivel axis. Here can the electrical connection in the region of the pivot axis out at least one switching chamber as a rotatable contact be educated. Instead, the electrical connection in the loading range of the pivot axis of the at least one switching chamber also be formed by means of a flexible conductor.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dann das erfindungsgemäße Schaltfeld an Stelle einer drehbeweg lichen bzw. schwenkbaren Schaltkammer eine translatorisch im Schalterkessel verschiebbare Schaltkammer aufweisen. Dabei weist jede derartige Schaltkammer an ihren Enden Kontaktstücke für die Kontaktierung der Verbindungsleiter auf, die die Wandung des Schalterkessels druckdicht und elektrisch isoliert durchgreifen.According to a further preferred embodiment of the invention then the control panel according to the invention instead of a rotary movement Lichen or pivotable switching chamber in a translational Switch boilers have displaceable switching chamber. It points each such switching chamber at its ends contact pieces for the Contacting the connecting conductor on the wall of the Reach through the switch boiler pressure-tight and electrically insulated.

Entsprechend dieser Ausführungsform erweist es sich als äußerst zweckmäßig, daß die Leiterenden der Verbindungsleiter entlang dem Verschiebeweg der mindestens einen Schaltkammer angeordnet sind.According to this embodiment, it turns out to be extreme expedient that the conductor ends of the connecting conductor along arranged the displacement of the at least one switching chamber are.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann für die Betätigung der beweglichen Schaltkammern ein rein mechanischer Antrieb, zum Beispiel ein mittels Hand betätigter Stellhebel oder ein ent sprechendes Handstellrad, vorgesehen sein. Statt dessen kann aber auch die Betätigung der beweglichen Schaltkammern mittels pneu matischem, hydraulischem oder elektrischem Antrieb vorgesehen sein.In a further embodiment of the invention can be used for actuation the movable interrupters a purely mechanical drive, for Example a hand operated lever or a ent speaking handwheel. Instead, however also the actuation of the movable switching chambers by means of pneu matic, hydraulic or electric drive provided his.

Diese und andere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.These and other advantageous designs and improvements the invention are the subject of the dependent claims.

Anhand eines in der schematischen Zeichnung dargestellten Aus führungsbeispieles sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestal tungen und Verbesserungen der Erfindung sowie besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.Using an off shown in the schematic drawing exemplary embodiment of the invention, advantageous embodiment tion and improvements of the invention and special advantages the invention are explained and described in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Schaltfeld für eine Phase, Fig. 1 a longitudinal section through an inventive panel for a phase,

Fig. 2 einen auszugsweisen Querschnitt durch den erfindungsge mäßen Schalterkessel entlang Schnittlinie I-I gemäß Fig. 1. FIG. 2 is an excerpted cross-section through the switch boiler according to the invention along section line II according to FIG. 1.

In Fig. 1 ist ein metallgekapseltes gasisoliertes Hochspan nungsschaltfeld 10 im schematischen Längsschnitt mit seinen Hauptkomponenten erster und zweiter Sammelschiene 12, 14 mit nicht näher gezeigten Schnellerdern, Schalterkessel 16 mit darin angeordnetem Leistungsschalter 18 und dem Abgang 20 mit nicht näher dargestelltem Erdungsschalter dargestellt.In Fig. 1, a metal-encapsulated gas-insulated high-voltage switchgear panel 10 is shown in schematic longitudinal section with its main components first and second busbars 12 , 14 with fast earths (not shown in more detail), switch kettle 16 with circuit breaker 18 arranged therein and the outlet 20 with an earthing switch (not shown in more detail).

Im zentral angeordneten druck- und gasdichten Schalterkessel, der bevorzugt mit Schwefelhexafluorid (SF₆) gefüllt ist, befin det sich für jede zu schaltende Phase eine schwenkbar angeord nete Schaltkammer 22, welche ihrerseits hier nicht näher darge stellte Schaltelemente aufweist, welche die eigentliche Schalt handlung unter Last ausführen. Die Schaltkammer 22 kann dabei ebenfalls mit Isoliergas gefüllt sein. Sie kann aber auch als Vakuumschaltkammer ausgebildet sein. Die zur Betätigung der in der Schaltkammer 22 selbst angeordneten Schaltelemente vorgese henen Antriebe und Mechanismen wie auch die Antriebe zur Ver schwenkung der Schaltkammer 22 sind ebenfalls nicht näher darge stellt.In the centrally arranged pressure-tight and gas-tight switch boiler, which is preferably filled with sulfur hexafluoride (SF₆), there is a pivotably arranged switching chamber 22 for each phase to be switched, which in turn has switching elements not shown here, which have the actual switching action under Execute load. The switching chamber 22 can also be filled with insulating gas. But it can also be designed as a vacuum interrupter. The actuated in the switching chamber 22 arranged switching elements vorgese hen drives and mechanisms as well as the drives for Ver pivoting the switching chamber 22 are also not closer Darge presents.

In den Schalterkessel 16 ragen zu den ersten bzw. den zweiten Sammelschienen 12, 14 führende Verbindungsleiter 24, 26 sowie zu dem Abgang führende Verbindungsleiter 28, 30 mit ihren Leiteren den 32, 34, 36, 38 hinein, welche Enden 32, 34, 36, 38 zur wahl weisen Kontaktierung mit der zugeordneten Schaltkammer 22 bzw. mit deren mit nicht näher gezeigten Kontaktstücken versehenen Enden dienen. Dabei ist die Verbindungsleitung 28, 30 zum Abgang 20 doppelt ausgeführt, nämlich ein unterer Verbindungsleiter 28, der der unteren Sammelschiene 14 benachbart ist und zur Verbin dung mit der oberen Sammelschiene 12 dient, und ein oberer Ver bindungsleiter 30, der der oberen Sammelschiene 12 benachbart ist und zur Verbindung mit der unteren Sammelschiene 14 dient. In the switch bowl 16 project to the first and the second busbars 12 , 14 connecting conductors 24 , 26 and to the outgoing connecting conductors 28 , 30 with their conductors 32 , 34 , 36 , 38 , which ends 32 , 34 , 36 , 38 are used for optional contacting with the associated switching chamber 22 or with its ends, which are not provided with contact pieces. The connecting line 28 , 30 to the outlet 20 is double, namely a lower connecting conductor 28 which is adjacent to the lower busbar 14 and is used for connec tion with the upper busbar 12 , and an upper Ver connecting conductor 30 which is adjacent to the upper busbar 12 and is used for connection to the lower busbar 14 .

In der gezeigten Stellung der Schaltkammer 22 befindet sich diese in einer neutralen Mittelstellung, nämlich in der soge nannten Trennstellung. Dabei ist der Abstand zwischen jedem Lei terende der Verbindungsleitungen 30, 32, 34, 36 und dem zugeord neten Ende der Schaltkammer 22 wenigstens so groß, daß hierbei die vorschriftsmäßige Mindest-Trennstrecke eingehalten ist.In the position shown, the switching chamber 22 is in a neutral middle position, namely in the so-called separation position. The distance between each Lei terende of the connecting lines 30 , 32 , 34 , 36 and the associated end of the switching chamber 22 is at least so large that the prescribed minimum separation distance is maintained.

Je nach Schwenkstellung der Schaltkammer 22 entsprechend dem eingezeichneten Pfeil kann die in der Fig. 1 oben gezeigte Sam melschiene 12 mit dem Abgang 20 oder die unterhalb davon ange ordnete Sammelschiene 14 mit dem Abgang 20 verbunden werden. Dies ist durch die gestrichelten Linien der Schaltkammer ange deutet.Depending on the pivoting position of the switching chamber 22 according to the arrow shown, the Sam melschiene 12 shown in FIG. 1 above can be connected to the outlet 20 or the busbar 14 arranged below it with the outlet 20 . This is indicated by the dashed lines of the interrupter.

In Fig. 2 ist in schematischer Darstellung ein Querschnitt durch die erfindungsgemäße Schaltkammer 22 entlang der auf Höhe der Schwenkachse angeordneten Schnittlinie wiedergegeben, aus wel chem insbesondere die linienförmige Anordnung der den Phasen zu geordneten Schaltkammern 22 in dem Schalterkessel 16 ersichtlich ist. Ferner ist mittels Pfeil auf die Verschwenkbarkeit der hier in Mittelstellung dargestellten Schaltkammern 22 hingewiesen.In Fig. 2 is a schematic representation of a cross section through the switching chamber 22 according to the invention along the section line arranged at the level of the pivot axis, from which in particular the linear arrangement of the switching chambers 22 assigned to the phases in the switch bowl 16 can be seen. The arrow also indicates the pivotability of the switching chambers 22 shown here in the central position.

Claims

1. Metal-encapsulated gas-insulated panel ( 10 ) with

- at least one busbar ( 12 , 14 ) and one outlet ( 20 ),
- At least one switching chamber ( 22 ) with a circuit breaker Lei ( 18 ) and
- one each provided between the busbar ( 12 , 14 ) and circuit breaker ( 18 ) and between the circuit breaker ( 18 ) and outlet ( 20 ),

characterized in that

- A switch vessel ( 16 ) filled with insulating gas is provided, which receives the at least one switching chamber ( 22 ) and which by means of the at least one switching chamber ( 22 ) with its conductor ends ( 32 , 34 , 36 , 38 ) makes contact with connecting conductors ( 24 , 26 , 28 , 30 ) is connected to the at least one busbar ( 12 , 14 ) and the at least one outlet ( 20 ),
- That the at least one switching chamber ( 22 ) is arranged to be movable in the switch tank ( 16 ) and can optionally be connected to a busbar ( 12 , 14 ) and the at least one outlet ( 20 ) or can be brought into a disconnected position, in which the separation path required in each case between the respective conductor ends ( 32 , 34 , 36 , 38 ) and / or the least one switching chamber ( 22 ) is maintained.

2. control panel ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the at least one switching chamber ( 22 ) is pivotally arranged in the scarf terkessel ( 16 ) and that each switching chamber ( 22 ) has at least one end a contact piece for contacting egg nes associated connecting conductor ( 24 , 26 , 28 , 30 ).

3. Control panel ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the conductor ends ( 32 , 34 , 36 , 38 ) of the connecting conductors ( 24 , 26 , 28 , 30 ) each on a circle corresponding to the pivoting circle of the at least one switching chamber ( 22 ) are arranged.

4. panel ( 10 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the conductor ends ( 32 , 34 , 36 , 38 ) to the at least one busbar ( 12 , 14 ) on the one hand and to the at least one outlet ( 20th ) on the other hand leading connecting conductors ( 24 , 26 , 28 , 30 ) are arranged at a spatial distance from one another.

5. panel ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the at least one switching chamber ( 22 ) for contacting the connecting conductors ( 24 , 26 , 28 , 30 ) each has a contact piece at one end and an electrical connection in the region of its pivot axis ( 23 ).

6. control panel ( 10 ) according to claim 5, characterized in that the electrical connection in the region of the pivot axis ( 23 ) of the at least one switching chamber ( 22 ) is designed as a rotatable Kon clock.

7. control panel ( 10 ) according to claim 5, characterized in that the electrical connection in the region of the pivot axis ( 23 ) of the at least one switching chamber ( 22 ) is formed by means of a flexible conductor.

8. panel ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the at least one switching chamber ( 22 ) is arranged translationally displaceable ver in the switch tank ( 16 ) and that each switching chamber ( 22 ) has contact pieces at its ends for the contacting of the connecting conductors ( 24 , 26 , 28 , 30 ).

9. panel ( 10 ) according to claim 8, characterized in that the conductor ends ( 32 , 34 , 36 , 38 ) of the connecting conductor ( 24 , 26 , 28 , 30 ) are arranged along the displacement path of the at least one switching chamber ( 22 ).

10. Control panel ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the actuation of the at least one movable switching chamber ( 22 ) is seen before by means of a mechanical drive.

11. Control panel ( 10 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the actuation of the at least one movable switching chamber ( 22 ) is provided by means of a pneumatic drive.

12. Control panel ( 10 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the actuation of the at least one movable switching chamber ( 22 ) is provided by means of a hydraulic drive.

13. Control panel ( 10 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the actuation of the at least one movable switching chamber ( 22 ) is provided by means of an electric drive.