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Trennschalteranordnung, insbesondere für gekapselte Schaltanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf Trennschalter, deren Kontakte in einer Isolierflüssigkeit
getrennt werden, wie sie insbesondere in gekapselten Schaltanlagen für höhere Spannung
Verwendung finden. Bei den bekannten Trennschaltern dieser Art bleiben die festen
und beweglichen Kontakte sowohl in der geschlossenen Stellung als auch nach ihrer
Trennung dauernd von der Isolierflüssigkeit umgeben. Es kann nun vorkommen, daß
die elektrische Eigenschaft der Isolierflüssigkeit aus verschiedenen Ursachen so
stark verändert wird, daß die Flüssigkeit nicht mehr isolierend wirkt. Ein Arbeiten
an der Schaltanlage ist -unter diesen Umständen mit Lebensgefahr verbunden. Man
hat zwar als weiteren Schutz Erdungsverbindungen für die offenen Trennschalterkontakte
vorgesehen. Da aber die Kontakte im allgemeinen nicht sichtbar sind, besteht die
Gefahr, daß an der Schaltanlage gearbeitet wird, wenn die Erdverbindung schlecht
und gleichzeitig die Isolierfähigkeit der Isolierflüssigkeit stark herabgesetzt
ist.
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Es ist bekannt, an einer einfachen Öltrennstrecke diese Gefahren dadurch
zu vermeiden, daß das Schaltmesser in geöffnetem Zustand außerhalb des Öls liegt
und die Unterbrechungsstelle sichtbar wird. Gemäß der Erfindung wird demgegenüber
die Sicherheit gegen Berührung von spannungführenden Teilen und in bezug auf ein
gefahrloses Bedienen der gekapselten Schaltanlage noch wesentlich erhöht, indem
eine Öltrennstrecke mit einer Lufttrennstrecke in Reihe geschaltet wird, daß sich
zuerst die Öltrennstrecke und etwas später die Lufttrennstrecke öffnet und daß am
Ende der Schaltbewegung beide Trennstrecken in freier Luft geöffnet sichtbar sind.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der
bewegliche Kontakt auf dem Behälter für die Isolierflüssigkeit befestigt, der zum
Trennen der Kontakte zusammen mit dem beweglichen Kontakt gesenkt wird.
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Zweckmäßig ist der bewegliche Kontakt an dem einen Ende eines Durchführungsisolators
angebracht, dessen anderes Ende als Gleitkontakt ausgebildet ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Die Abb. z und 2 zeigen schematisch in Draufsicht und Vorderansicht
eine gekapselte Schaltanlage, bei der Trennschalter nach der Erfindung verwendet
werden.
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Abb.3 ist eine Vorderansicht des Trennschalters teilweise im Schnitt,
Abb. 4 eine Seitenansicht des Trennschalters.
In Abb.5 ist die Schaltungsanordnung
der gekapselten Schaltanlage schematisch dargestellt.
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In Abb. i ist nur eine Phase der Schaltanlage dargestellt, da sich
für die anderen Phasen die Einzelheiten wiederholen. Bei der nachfolgenden Beschreibung
der Schaltanlage wird außer auf Abb. r und 2 auch auf das Schaltschema in Abb. 5
Bezug genommen.
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Die Leitungen i und 2 sind in bekannter Weise in überdeckten und ölgefüllten
Kanälen verlegt. Sie können entweder jede für sich oder gemeinsam mit einer Kabelleitung
3, welche auf dieselbe Weise verlegt ist, durch die nachfolgend beschriebenen Schaltapparate
verbunden werden.
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Die Leitung i führt von dem Kabelkanal zu dem Gehäuse 7 und endigt
dort in einem Kabelendverschluß 8, der an dem Gehäuse angebracht ist. Wie aus Abb.
i, 2 und 5 ersichtlich ist, ist das Kabel i dauernd mit einem Leitungsanschluß ii
verbunden, der durch den Schalter 9 über die Leitung i2 mit Erde verbunden werden
kann. An dem Gehäuse 7 ist ein zweiter Kabelendverschluß 8' angebracht, an den ein
zweites Kabel i' angeschlossen werden kann. Ebenso wie das Kabel i ist das Kabel
i' dauernd mit dem Leitungsanschluß ii verbunden. Wie aus Abb. i und 5 ersichtlich
ist, sind auf entgegengesetzten Seiten des Gehäuses 7 je zwei Kabelendverschlüsse
8 und 8' vorgesehen, so daß insgesamt vier Kabel zu einem Leitungsanschluß ii führen.
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Der Leitungsanschluß ii ist durch einen Trennschalter 13, der nachfolgend
näher beschrieben wird, mit einem Ölschalter 14 verbunden. Die Kontakte des Ölschalters
sind durch Leitungen, welche in ölgefüllten, metallischen Führungen 16 verlegt sind,
mit den Trennschaltern 13 und 18 verbunden. Die Führungen 16, welche durch Versteifungen
16' gestützt werden, sind zweckmäßig bogenförmig. Hierdurch wird ermöglicht, als
Leitungseinführungen in die Trennschalter- und Ölschaltergehäuse einfache Durchführungsisolatoren
17 zu verwenden.
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Der Trennschalter 18 (Abb. 5) ist unmittelbar über einen Stromtransformator
i9 mit der Leitung 3 verbunden. Durch einen Trennschalter 23 kann. der Stromtransformator
24 an die Leitung 3 angeschaltet werden.
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Die Einrichtungen zur Verbindung der Leitung 2 mit der Leitung 3 sind
entsprechend dieselben wie die oben beschriebenen, und zwar sind hierfür die Trennschalter
25 und 27 und der Ölschalter 26 vorgesehen.
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Es sei nun an Hand der Abb.3 die Ausbildung der Trennschalter beschrieben.
Die Trennschalterkontakte befinden sich in einem Gehäuse 31 mit dem Deckel 32, durch
welchen die Durchführungen 33 für den feststehenden Trennschalterkontakt hindurchgeführt
sind. Die Durchführung ist durch den Flansch 34 mit dem Deckel 32 verbunden
und trägt an ihrem oberen Ende die metallische Führung 16. Am unteren Ende der Einführung
33 ist der feste Kontaktteil 35 angebracht, der mit dem beweglichen Kontaktteil
36 in Eingriff gebracht werden kann. Der bewegliche Kontakt 36 ist an dem
unteren Ende einer Durchführung 37 befestigt und zusammen mit dieser zu dem Gehäuse
31 beweglich. Die unteren Enden der Durchführungen 33 und 37 sind von geeigneten
Schutzschilden 35,a und 36" umgeben. An dem oberen Ende des durch den Isolator 37
führenden Durchführungsbolzens 38 ist ein Gleitkontakt 39
in Form eines Kolbens
angeordnet, der mit einem als nach unten offenen Zylinder ausgebildeten feststehenden
Kontaktteil 4o in Eingriff steht, wenn der Trennschalter geschlossen ist. Durch
die Ausführung des Kontaktes 39
als Gleitkontakt können Abweichungen in der
Länge des Isolators in bestimmten Grenzen zugelassen werden. Der Kontakt 40 steht
über das Anschlußstück 41 mit der Leitung 42 in Verbindung und wird von einem hohlen
Isolierkörper 43 getragen und gegen den Deckel 32 des Gehäuses 31 isoliert.
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Der Isolierkörper 43 und das Anschlußstück4i sind von einem Gehäuse
45 umgeben, welches mit Öl gefüllt ist. An den Verbindungsstellen des Isolierkörpers
43 mit dem Deckel 32 und dem Anschlußstück 41 sind Dichtungen vorgesehen, welche
einen Durchtritt des Öles von dem Gehäuse 45 in das Innere des Isolierkörpers 43
verhindern.
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Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, trägt der Isolator 37
zwei in Reihe liegende bewegliche Kontakte, welche beide geöffnet werden, wenn der
Isolator 37 in seiner untersten Stellung steht. Der Isolator 37 ist mittels der
Eisenschiene 48 auf dem oberen. Rand eines Ölgefäßes 46 befestigt. Das Ölgefäß 46
wird von den auf den Schraubenspindeln 5:1 sitzenden Teilen 49, welche durch die
Stangen 50 geführt werden, getragen. Die Schraubenspindeln sind über W nkelräder
52 mit einer Antriebsvorrichtung, beispielsweise einem nicht dargestellten Elektromotor,
gekuppelt. Beim Drehen der Schraubenspindeln durch die Antriebsrichtung wird das
Ölgefäß 46 zusammen mit dem Isolator 37 gehoben oder gesenkt.
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Wenn der Isolator und das Ölgefäß ¢6 in der dargestellten Stellung
stehen, sind die Kontakte 35 geschlossen und von Öl umgeben. Wenn der Ölbehälter
46 und der Isolator 37 gesenkt werden, um die Trennschalterkontakte zu öffnen, werden
die Kontakte 35 und 36 zunächst unter Öl getrennt. Sie bleiben von dem Öl umgeben,
bis das Gefäß 46 so weit gesenkt ist, daß der Ölspiegel sich unterhalb des Kontaktes
35 befindet. In der Endstellung ist der
Kontakt 36 von dem Kontakt
35 sowohl durch das Öl als auch durch eine Luftstrecke getrennt. Da der Isolator
37 auf dem Gefäß 46 befestigt ist, bleibt der Kontakt 36 in allen Stellungen des
Trennschalters vom Öl umgeben.
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Beim Absenken des Ölgefäßes werden auch die Kontakte 39 und 4o am
oberen Ende des Durchführungsbolzens 38 in Luft getrennt. Im unteren Teil des Isolierkörpers
43 können Erdungskontakte vorgesehen sein, mit denen der bewegliche Kontakt 39 in
Eingriff kommt, wenn der Trennschalter geöffnet ist.
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Da beim Öffnen von Trennschalterkontakten in Luft oft eine statische
Entladung auftritt, ist es im vorliegenden Fall zweckmäßig, vor der in Luft erfolgenden
Trennung der Kontakte 39 und 4o die von Öl umgebenen Kontakte 35 und 36 zu öffnen.
Zu diesem Zweck ist der feste Kontakt 40 so lang ausgebildet, daß der Kontakt 39
mit ihm noch in Eingriff steht, nachdem die Kontakte 35 und 36 bereits geöffnet
worden sind.
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Am Boden des Gefäßes 46 sind Rollen 53 angebracht, auf denen das Gefäß,
nachdem die Verbindungsschrauben 49a gelöst worden sind, auf den Schienen 54 herausgefahren
werden kann. Zu diesem Zweck sind, wie aus Abb. --
ersichtlich, in dem Gehäuse
31 Türen 55 und 56 vorgesehen. In der Tür 56 ist ein Fenster 57 angebracht, durch
das die Stellung des Isolators 37 und damit die der Trennschalterkontakte beobachtet
werden kann.
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Der den Isolierkörper und das Anschlußstück 41 umgebende Ölbehälter
45 steht über einen an seinem oberen Ende befindlichen Rohrstutzen mit dem benachbarten
Teil der Schaltanlage in Verbindung. Der in Abb.3 dargestellte Trennschalter entspricht
dem Trennschalter 25 der in Abb. i, 2 und 5 dargestellten Schaltanlage. Über das
Rohr 45' steht das Gehäuse 45 dieses Trennschalters mit dem Gehäuse 7 in Verbindung,
in welchem der Leitungsanschluß ii, der Schalter 9 und die Kabelendverschlüsse 8
und 8' angeordnet sind. Wie aus Abb. 4 ersichtlich ist, liegen die Endverschlüsse
V-förmig zueinander, so daß die quer zur Schaltanlage verlaufenden Kabel i eingeführt
werden können, ohne daß sie zu stark gebogen werden müssen.