DE60001334T2 - COMPACT THREE-POLE ELECTRICAL CONTROL PANEL FOR ELECTRICAL STATIONS - Google Patents

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Abstract

A compact-structure three-pole apparatus for medium-voltage electric stations, comprising a metal casing (33) inside which is in practice provided whatever is contained in an electric switchboard, with busbar section disconnector, vacuum circuit breaker, and earthing switch. An isolating switch (2), which functions as a line/earth changeover switch, is set in an environment protected with SF6 gas, whilst a vacuum circuit breaker (3), which is placed downstream of the isolating switch (2), enables use of the latter both as a line circuit breaker for protecting the line and as an earthing switch with closing capability.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein kompaktgebautes dreipoliges Schaltgerät für elektrische Stationen, insbesondere solche mit Mittelspannung.The present invention relates on a compact three-pole switching device for electrical Stations, especially those with medium voltage.

Gegenwärtig umfassen die Isolator- und Leistungsschaltvorrichtungen in elektrischen Mittelspannungsstationen einen Leistungsschalter, der das Trennen der direkten Leitung zur Versorgung der Verbraucher ermöglicht, einen in Reihe mit der Stromzuleitung geschalteten Leitungsisolierschalter, der die körperliche Unterbrechung der Leitung (z. B. mittels einer mechanischen Steuerung von außen) ermöglicht, nachdem der Leistungsschalter den Kreis geöffnet hat, um so eine körperliche Trennung der Stromsammelschienen von den diesen nachgeschalteten Geräten zu gewährleisten, und einen Erfidungsschalter, der von außen betätigt werden kann und in der Lage ist, die zu den Verbrauchern führende Leitung zu schalten, um weitere Gefahren z. B. in Folge von Entladungen oder induzierten Strömen zu vermeiden. Ein kompakt gebautes dreipoliges Schaltgerät, das die oben erwähnten Merkmale aufweist und die Grundlage für den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildet, ist z. B. bekannt aus DE 44 45172-A .Currently, the isolator and power switching devices in medium voltage electrical stations include a circuit breaker that enables disconnection of the direct line to supply consumers, a line isolation switch connected in series with the power supply line, which enables physical disconnection of the line (e.g. by means of mechanical control of outside) after the circuit breaker has opened the circuit so as to ensure physical separation of the busbars from the devices connected downstream, and an invention switch that can be operated from the outside and is able to lead the line leading to the consumers switch to other dangers z. B. to avoid as a result of discharges or induced currents. A compact three-pole switching device, which has the above-mentioned features and forms the basis for the preamble of claim 1, is for. B. known from DE 44 45172-A ,

Jedoch arbeiten bei herkömmlichen dreipoligen Schaltgeräten die beweglichen Teile, die die Spannung führende Leitung trennen und die somit Anlaß zur Bildung eines Lichtbogens bei Betätigung bieten, hauptsächlich mit Isolierung in Luft und unterliegen demgemäß mehr oder weniger stark einer Oxidation und eines Abbaus entsprechend den Umweltbedingungen und können Anlaß für Lichtbogen geben. Der Lichtbogen, der immer dann gebildet wird, wenn diese Geräte betätigt werden, verursacht auch einen Verschleiß der Kontakte und einen Abbau der Isolatoren aufgrund von Ionisierungserscheinungen.However, work with conventional ones three-pole switching devices the moving parts that separate the live line and which thus gives rise to Provide arcing when actuated, mainly with Insulation in air and are therefore subject to one or more Oxidation and degradation according to environmental conditions and can Occasion for arcing give. The arc that is formed whenever this equipment actuated causes wear of the contacts and degradation of the isolators due to ionization phenomena.

Dieses alles führt zu der Notwendigkeit, eine periodische Überholung des gesamten Systems vorzunehmen, mit den entsprechenden Wartungskosten und der Notwendigkeit, den Schaltkasten für die gegebenen Zeiträume außer Benutzung zu nehmen.All of this leads to the need for a periodic overhaul of the entire system, with the corresponding maintenance costs and the need to keep the control box out of use for the given periods to take.

Außerdem hat das Gehäuse bzw. der Schaltkasten, der die bekannten Isolatorund Leistungsschaltvorrichtungen umgibt, Gesamtabmessungen, die ihre Reduzierung wünschenswert machen. Tatsache ist, daß bei den herkömmlichen Geräten nur der Leistungsschalter unter Vakuumbedingungen bzw. in einer Schutzgasatmosphäre (z. B. SF6) arbeitetet und somit der Schaltkasten üblicherweise drei Vorrichtungen umfaßt (zwei Isolierschalter und einen Leistungsschalter), mit den unvermeidlichen Konsequenzen, die sich durch erhebliche Umständlichkeiten hinsichtlich der Abmessungen des Verhältnisses und durch die Notwendigkeit einer hohen Gaszufuhr zum Schutz all dieser Geräte zeigen.In addition, the housing or switch box that surrounds the known isolator and power switching devices has overall dimensions that make their reduction desirable. The fact is that with conventional devices only the circuit breaker operates under vacuum conditions or in a protective gas atmosphere (e.g. SF 6 ) and thus the control box usually comprises three devices (two isolating switches and one circuit breaker), with the inevitable consequences that arise due to considerable fuss about the dimensions of the ratio and the need for a high gas supply to protect all of these devices.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Probleme zu überwinden und insbesondere ein dreipoliges Schaltferät für elektrische Stationen zu schaffen, das einen außerordentlich kompakten Aufbau und eine solche Ausbildung hat, daß, bei entschieden verringerten Gesamtabmessungen im Vergleich zum Stand der Technik, alles das eingeschlossen ist, was normalerweise in einem elektrischen Schaltkasten mit Sammelschienenabschnittunterbrecher, Leistungsschalter und Erfidungsschalter enthalten ist.It is therefore an object of the present invention the above mentioned Overcome problems and in particular a three-pole switching device for electrical stations too create that extraordinarily compact structure and such training that, when decided reduced overall dimensions compared to the prior art, all that is included, what is normally in an electrical Control box with busbar section breaker, circuit breaker and invention switch is included.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines dreipoligen Schaltgeräts für elektrische Stationen, das einen kompakten Aufbau hat und für die in seinem Inneren vorhandenen Vorrichtungen eine längere elektrische Nutzdauer im Vergleich zu derjenigen bietet, die bei herkömmlichen Geräten erreicht wird.Another task of the present Invention consists in the creation of a three-pole switching device for electrical Stations, which has a compact structure and for those inside Fixtures a longer one electrical useful life compared to that of conventional devices is achieved.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines kompakten dreipoligen Schaltgerätes für elektrische Stationen, das besonders zuverlässig, leistungsstark und sicher ist und einen begrenzten Verschleiß der Teile über die Zeit im Vergleich zum Stand der Technik gewährleistet.Another task of the present Invention consists in the creation of a compact three-pole switching device for electrical Stations, which is particularly reliable, is powerful and safe, and limited wear of the parts over time guaranteed compared to the prior art.

Nicht die geringste wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein dreipoliges Schaltgerät für elektrische Stationen zu schaffen, das mäßige Kosten aufgrund der erreichten Vorteile bietet und ohne die Notwendigkeit der Verwendung komplexer oder besonders kostspieliger Technologien auskommt.Not the least important task The present invention is a three-pole switching device for electrical To create stations, the moderate cost offers due to the advantages achieved and without the need the use of complex or particularly expensive technologies gets along.

Die obigen Aufgaben weder durch ein kompakt gebautes dreipoliges Schaltgerät für elektrische Stationen, insbesondere Mittelspannungsstationen, gelöst, wie es im Anspruch 1 angegeben ist, auf den der Leser aus Gründen der Kürze verwiesen wird.The above tasks neither through a compact three-pole switching device for electrical stations, in particular Medium voltage stations, solved how it is specified in claim 1, to which the reader for reasons of Referred briefly becomes.

In vorteilhafter Weise umschließt diese Art eines kompakten Schaltgerätes mit Edelstahlgehäuse praktisch alles, was in einem elektrischen Schaltfeld bzw. Schaltkasten mit einem Isolierschalter, Leistungsschalter und Erdungsschalter enthalten ist. Die Isoliervorrichtung, die als Leitung/Erdeumschalter arbeitet, ist in einer Umgebung untergebracht, die durch Gas, insbesondere Schwefelhexafluorid (SF6) geschützt ist, auch mit der dielektrischen Funktion für die im Inneren des Gehäuses selbst angebrachten Leiter.This type of compact switching device with a stainless steel housing advantageously encloses practically everything that is contained in an electrical switching field or switch box with an isolating switch, circuit breaker and earthing switch. The insulating device, which works as a line / earth changeover switch, is accommodated in an environment which is protected by gas, in particular sulfur hexafluoride (SF 6 ), also with the dielectric function for the conductors attached to the interior of the housing.

Ein Vakuumleistungsschalter, der der Isoliervorrichtung nachgeschaltet ist, ermöglicht seine Verwendung sowohl als Leistungsschalter der Leitung zum Schutz der Leitung als auch als Erdungschalter mit Schließvermögen.A vacuum circuit breaker that is connected downstream of the insulating device, allows its use both as a circuit breaker to protect the line as well as an earthing switch with closing capacity.

Die Lösung, den Vakuumleistungsschalter zum Schutz der Leitung und zur Kabelerdung zu verwenden, bedeutet, daß ein sehr niedrieger Druck des SF6-Gases in dem Behältnis verwendet werden kann (etwa 0,1 bar). Das Gas hat die alleinige Funktion, die die elektrische Abschirmung und Stabilität der inneren Bauteile zu gewährleisten.The solution of using the vacuum circuit breaker to protect the line and for cable grounding means that a very low pressure of the SF 6 gas can be used in the container (about 0.1 bar). The gas has the sole function of ensuring the electrical shielding and stability of the internal components.

Des weiteren werden durch die extrem geringe Menge des im Schaltgerät verwendeten SF6-Gases, das niemals in Berührung mit dem Lichtbogen kommt, dessen Eigenschaften über die Zeit intakt gehalten, womit eine längere elektri sche Nutzdauer im Vergleich zu einem SF6-Gas-Leistungsschalter oder einem Leistungsschalter eines Luft/Vakuum-Typs gewährleistet ist.Furthermore, the extremely small amount of SF 6 -Ga used in the switching device that never comes into contact with the arc, the properties of which are kept intact over time, which guarantees a longer electrical service life compared to an SF 6 gas circuit breaker or an air / vacuum type circuit breaker.

Es ist ein Gerät erreicht worden, das entschieden verringerte Gesamtabmessungen im Vergleich zu gleichartigen bekannten Geräten aufweist, und ein Gerät, bei dem alle diejenigen Teile, die an der Unterbrechung des elektrischen Stroms beteiligt sind, und die, im Augenblick der Betätigung, einen Lichtbogen erzeugen, in einer Vakuumhülle derart eingeschlossen sind, daß das Schutzgas keinen Abbau durch Kontakt mit dem Lichtbogen erfährt mit daraus folgender größerer Haltbarkeit des Gerätes Außerdem sind die beweglichen Teile, die betätigt werden können, wenn die Stromzufuhr unterbrochen wird, in einer Gasatmosphäre geschützt, und dieses ermöglicht die Ausschaltung dex Phänomens des Abbaus der Leiter und Isolatoren.A device has been reached that decides reduced overall dimensions compared to similar known devices and a device in which all those parts that are connected to the interruption of the electrical Stroms are involved, and which, at the moment of operation, generate an arc, enclosed in a vacuum envelope in such a way that this Shielding gas does not degrade through contact with the arc following greater durability of the device are also the moving parts that are operated can, if the power supply is cut off, protected in a gas atmosphere, and this enables the elimination of the phenomenon dismantling the conductors and insulators.

Schließlich macht es die gewählte Gestaltung möglich, eine Isoliervorrichtung auszuschließen, da genau die Funktion des Erdungsschalters in den Trenn/Umstellschalter für den Sammelschienenabschnitt implementiert ist. Auf diese Weise wird eine drastische Verringerung der Gesamtabmessungen des ganzen Gerätes erreicht.After all, it does the chosen design possible, exclude an isolating device, because exactly the function of the earthing switch in the disconnector / changeover switch for the busbar section is implemented. This way there will be a drastic reduction of the overall dimensions of the entire device.

Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich eindeutig aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, die allein der Anführung von erklärenden und nicht beschränkend wirkenden Beispielen dienen; es zeigen:Other objects and advantages of the present invention are clear from the following description and the accompanying drawings, which alone the citation from explanatory and not restrictive serve effective examples; show it:

1: eine schematische Vorderansicht eines kompakt gebauten dreipoligen Schaltgerätes für elektrische Stationen nach der vorliegenden Erfindung, 1 1 shows a schematic front view of a compact three-pole switching device for electrical stations according to the present invention,

2: eine perspektivische Ansicht einer in dem dreipoligen Schaltgerät gemäß 1 installierten Isoliervorrichtung, 2 : A perspective view of one in the three-pole switching device according to 1 installed insulation device,

3: einen schematischen Längsschnitt der Isoliervorrichtung nach 2 in der Öffnungsposition des Schaltkreises, 3 : a schematic longitudinal section of the insulating device according to 2 in the open position of the circuit,

4: einen schematischen Längsschnitt der Isoliervorrichtung nach 2 in der Schließstellung des Schaltkreises, 4 : a schematic longitudinal section of the insulating device according to 2 in the closed position of the circuit,

5: eine teilweise geschnittene schematische Teilansicht der Isoliervorrichtung nach 2 gemäß einer Querschnittsebene senkrecht zu der in den 3 und 4 veranschaulichten Querschnittsebene, 5 : A partially sectioned schematic partial view of the isolation device according to 2 according to a cross-sectional plane perpendicular to that in FIGS 3 and 4 illustrated cross-sectional plane,

6: eine Vorderansicht eines Dauermagnet-Bedienungselements, das in einen Vakuumleistungsschalter einbezogen ist, der in dem dreipoligen Schaltgerät nach 1 gemäß der vorliegenden Erfindung installiert ist, und 6 : A front view of a permanent magnet control element, which is included in a vacuum circuit breaker, according to the three-pole switching device 1 installed according to the present invention, and

7: einen schematischen Längsschnitt des Bedienungselements nach 6. 7 : a schematic longitudinal section of the control element according to 6 ,

Unter spezieller Bezugnahme auf die obigen Figuren bezeichnet die Zahl 20 ein metallenes Schutzgehäuse des dreipoligen Schaltgerätes nach der vorliegenden Erfindung, das bei Verteilungssystemen mit Mittelspannung (MV) für elektrische Stationen, insbesondere eines Primärtyps, verwendbar ist.With specific reference to the above figures, the number denotes 20 a metal protective housing of the three-pole switching device according to the present invention, which can be used in distribution systems with medium voltage (MV) for electrical stations, in particular of a primary type.

Unter "Mittelspannung" wird im allgemeinen eine Spannung verstanden, die von einer Ferntransformation einer Hochspannungsleitung abgeleitet wird, wobei die Mittelspannung in der Größenordnung von 10–20 kV und in jedem Fall im Bereich von 1 kV bis 52 kV liegt."Medium voltage" is generally understood to mean a voltage which is derived from a remote transformation of a high-voltage line, the medium voltage in the order of 10-20 kV and in any case in the range from 1 kV to 52 kV.

Unter spezieller Bezugnahme auf 1 hat das Gehäuse 20 eine im wesentlichen parallelepipedische Form mit senkrechter Ausrichtung und umfaßt üblicherweise drei quer angeordnete Bereiche und insbesondere zumindest einen ersten , unteren Bereich 21, in dem die Leistungsschalter- und Isolatorvorrichtungen des Schaltgerätes nach der Erfindung untergebracht sind, einen zweiten, zwischengeordneten Bereich 22, wo die Stromsammelschienen angeordnet sind, mit denen die Ausgänge zu den Verbrauchern zu verbinden sind, und einen oberen Bereich 23, der im Inneren eine Anzahl von Gefachen und aus Anschlußleitungen aufweist.With specific reference to 1 has the housing 20 an essentially parallelepipedal shape with a vertical orientation and usually comprises three transversely arranged regions and in particular at least a first, lower region 21 , in which the circuit breaker and insulator devices of the switching device according to the invention are housed, a second, intermediate area 22 , where the current busbars are arranged, with which the outputs to the consumers are to be connected, and an upper area 23 , which has a number of compartments and connecting lines inside.

Der untere Bereich 21 umfaßt an der Vorderseite zumindest eine Tür 24, angelenkt an der Seite, die eine die elektrische Leitung identifizierende erste Platte 25, eine das elektrische Schaltdiagramm des Schaltgerätes wiedergebende Platte 26 und gegebenenfalls ein Fenster aufweist, das vom Benutzer dazu benutzt werden kann, direkt die Position der Sammelschienen-Trennschalter und den Erdungsschalter in Augenschein zu nehmen.The lower area 21 includes at least one door at the front 24 , articulated on the side, the first plate identifying the electrical line 25 , a plate representing the electrical circuit diagram of the switching device 26 and optionally has a window that can be used by the user to directly view the position of the busbar disconnect switches and the earthing switch.

Die dreipolige Isolierungsvorrichtung 1, die in das Gehäuse 20 eingesetzt ist, umfaßt ihrerseits eine Sammelschienenabschnitttrenn- und Erdungsschaltervorrichtung 2, die in jeden Isolator 11 eingesetzt ist, und einen mit 3 bezeichneten Vakuumleistungsschalter, der innerhalb eines hermetisch abgeschlossenen Behältnisses 33 eingeschlossen ist, das vorzugsweise aus Edelstahl besteht und mit geeigneten Kontakten 4 versehen ist, die an der Unterseite für eine Verbindung mit den Außenleitungen angeordnet sind. Die Sammelschienenabschnitttrenn- und Erdungsschaltervorrichtung 2 ist bewegbar zwischen einer Position, in der sie den Leistungsschalter 3 mit einem elektrischen Kontakt 5 verbindet, der an die Mittelspannungs- oder Hochspannungsstromzuleitung 6 (4) angeschlossen ist, und einer Position, in der der Leistungsschalter 3 mit einem Erdkontakt 7 verbunden ist. Der Ausgang des Leistungsschalters 3 ist mit der zu den Verbrauchern führenden Leitung mittels der Kontakte 8 verbunden. Die Sammelschienenabschnitttrenn- und Erdungsschaltvorrichtung 2 und der Vakuumleistungsschalter 3 können von außerhalb mittels Steuerungen betätigt werden, die auf die Steuerwellen 9 und 10 des Isolierschalters bzw. des Leistungsschalters wirken.The three-pole isolation device 1 which is inserted into the housing 20 in turn comprises a busbar section disconnect and ground switch device 2 that in every isolator 11 is used, and a designated 3 vacuum circuit breaker, which is inside a hermetically sealed container 33 is included, which is preferably made of stainless steel and with suitable contacts 4 is provided, which are arranged on the underside for a connection to the outer lines. The busbar section disconnecting and earthing switch device 2 is movable between a position in which it is the circuit breaker 3 with an electrical contact 5 connects that to the medium voltage or high voltage power supply line 6 ( 4 ) is connected, and a position in which the circuit breaker 3 with an earth contact 7 connected is. The output of the circuit breaker 3 is with the line leading to the consumers through the contacts 8th connected. The busbar section disconnecting and grounding switching device 2 and the vacuum circuit breaker 3 can be operated from outside by means of controls on the control shafts 9 and 10 of the isolating switch or circuit breaker.

Im einzelnen kann der Vakuumleistungsschalter 3 mit mechanischen Steuervorrichtungen wie Hebeln und Federn oder Dauermagnetvorrichtungen ausgestattet sein und kann insbesondere Steuerungen aufweisen, die von Federn mit Energiereserven, mit oder ohne Motor und Öffnungs- und Schließspule, oder sonst mit Öffnungs- und Schließspule verwendete Dauermagnetsteuerungen (wie etwa die in den 6 und 7 dargestellten) versehen sein.In particular, the vacuum performance switch 3 can be equipped with mechanical control devices such as levers and springs or permanent magnet devices and can in particular have controls which are used by springs with energy reserves, with or without a motor and opening and closing coil, or other permanent magnet controls used with opening and closing coil (such as those in FIGS 6 and 7 shown).

Die Austauschbarkeit der Steuerungen bedeutet, daß verschiedene Anforderungen und Spezifikationen bezüglich Öffnungszeiten, Schließzeiten und elektrischen Haltbarkeitszeiten erfüllt werden können.The interchangeability of the controls means different Requirements and specifications regarding opening times, closing times and electrical shelf life can be met.

Das Dauermagnet-Bedienungselement, das in 6 mit 12 bezeichnet ist, ist zur Optimierung der Merkmale der Vakuumleistungsschalter 3 für Spannungen bis zu 36 kV entwickelt worden; seine Betriebseigenschaften, Kraft und Geschwindigkeit des Öffnens und Schließens kommen sehr nahe an diejenigen des Vakuumleistungsschalters 3 heran. Das Magnetbedienungselement 12 kann in einem Kraftbereich von 1000 N bis 13000 N arbeiten, um die Anforderungen des Leistungsschalters 3 zu erfüllen.The permanent magnet control, which in 6 denoted by 12 is to optimize the features of the vacuum circuit breaker 3 developed for voltages up to 36 kV; its operating characteristics, force and speed of opening and closing come very close to those of the vacuum circuit breaker 3 approach. The magnetic control 12 can work in a force range from 1000 N to 13000 N to meet the requirements of the circuit breaker 3 to fulfill.

Außerdem erfordert das Magnetbedienungselement 12 eine sehr begrenzte Energiezufuhr, wobei zur Ausführung der Vorgänge des Öffnens und Schließens ein Stromimpuls mit einer maximalen Dauer von 100 ms ausreichend ist.It also requires the magnetic control 12 a very limited supply of energy, a current pulse with a maximum duration of 100 ms being sufficient to carry out the opening and closing processes.

Normalerweise sind zur Ausführung eines Öffnungsvorgangs 30 ms ausreichend, während für einen Schließvorgang 50 ms ausreichen.They are usually used to perform an opening operation 30 ms sufficient while for a closing operation 50 ms are sufficient.

In bevorzugten, jedoch nicht beschränkend wirkenden Ausführungsformen der Erfindung umfaßt das Magnetbedienungselement 12 eine feste Verstärkung 13 aus massivem Stahl in einer Ausbildung zur Erhöhung der Schweißbarkeit, einen Schirm 32 zum Abschirmen des Magneten von der Verstärkung 13, zumindest einen Magneten 331 in einer Ausbildung zur Lieferung der Schließ- und Öffnungskraft, einen aus Walzeisen bestehenden Abschnitt 44 in einer Ausbildung zur Verringerung der Stromverluste und Verbesserung der Betriebszeiten, einen Satz von Spulen 55, die die Steuerenergie in jeder Richtung liefern, einen Steuerhebel 66 zur Verbindung mit den Hebelmechanismen des Leistungsschalters 3, einen Hilfshebel 77 zur Verbindung mit dem von Hand betätigten Nocken und den Hilfskontakten und einen Satz von Blockierträgern 68 in einer Ausbildung zum Führen der Steuerung.In preferred, but not limiting, embodiments of the invention, the magnetic control element comprises 12 a firm reinforcement 13 made of solid steel in training to increase weldability, an umbrella 32 to shield the magnet from the reinforcement 13 , at least one magnet 331 in a training to deliver the closing and opening force, a section consisting of rolled iron 44 in training to reduce power loss and improve uptime, a set of coils 55 that deliver the control energy in each direction, a control lever 66 for connection with the lever mechanisms of the circuit breaker 3 , an auxiliary lever 77 for connection to the manually operated cam and auxiliary contacts and a set of blocking supports 68 in training to be in control.

Das Schaltgerät nach der vorliegenden Erfindung, mit Dauermagnetsteuerung, ist entwickelt worden, um die Sicherheit des Gefaches zu erhöhen, das Ingangsetzen von Steuervorgängen zu erleichtern und die Gesamtabmessungen und das Gewicht mit Blick auf die Abmessungen und das Gewicht der Gefache zu verringern, die unter Verwendung herkömmlicher Technologien gebaut sind und eine Sammelschienenabschnitt-Trennvorrichtung, einen Erdungsschalter und einen Leistungsschalter enthalten, die körperlich voneinander getrennt sind.The switching device according to the present invention, with permanent magnet control, has been developed to ensure safety of the compartment to increase that Initiation of control processes to facilitate and to look at the overall dimensions and weight to reduce the dimensions and weight of the compartments that using conventional Technologies are built and a busbar section separator, include an earthing switch and a circuit breaker that physically are separated from each other.

Der Betrieb des kompakt gebauten dreipoligen Schaltgerätes für elektrische Stationen nach der vorliegenden Erfindung ergibt sich im Prinzip aus der nachfolgenden Beschreibung.Operation of the compact built three-pole switching device for electrical In principle, stations according to the present invention result from the description below.

Bei am Leitungskontakt 5 geschlossenen Trennschalter 2 und bei in Schließstellung (4) befindlichem Leistungsschalter 3, der mit dem Trennschalter 2 in Reihe geschaltet ist, ist der aus der Stromzuleitung 6 kommende Strom mit der zum Verbraucher führenden Leitung 8 verbunden.At the line contact 5 closed disconnector 2 and when in the closed position ( 4 ) circuit breaker 3 with the disconnector 2 connected in series is from the power supply 6 incoming electricity with the line leading to the consumer 8th connected.

Zur Durchführung einer elektrischen Unterbrechung des Schaltgerätes zwecks Ausführung von Eingriffen, Reparaturen oder einer Wartung wird zunächst der Leitungsschalter 3 zum Öffnen des Schaltkreises betätigt, indem z. B. auf eine Handsteuerung 10 eingewirkt wird. Als nächstes, erst nachdem der Leistungsschalter 3 den Schaltkreis geöffnet hat, ist es möglich, die Steuerung 9 zu betätigen, um die Trennvorrichtung 2 am Leitungskontakt 5 zu öffnen und sie nahe an den Erdkontakt 7 heranzubringen (3).To carry out an electrical interruption of the switching device for the purpose of carrying out interventions, repairs or maintenance, the line switch is first used 3 actuated to open the circuit by z. B. on a manual control 10 is acted upon. Next, only after the circuit breaker 3 has opened the circuit, it is possible to control 9 to operate the separator 2 at the line contact 5 to open and close them to earth contact 7 bring up ( 3 ).

An diesem Punkt wird der Leistungsschalter 3 wieder betätigt, um den Schaltkreis zu schließen, womit die zum Verbraucher führende Leitung 8 an Erde 7 angeschlossen wird, um in der Lage zu sein, das Öffnen des Kabelgefaches vorzunehmen und die Ausführung der erforderlichen Wartungsarbeiten zu ermöglichen. Zur Wiedereinsetzung der Stromzuleitung 6 wird der Leistungsschalter 3 zuerst zum Öffnen des Schaltkreises betätigt; als nächstes wird die Sammelschienenabschnitttrenn- und Erdungsschaltvorrichtung 2 auf den Lei tungskontakt 5 umgeschaltet und dann wird der Leistungsschalter 3 zum Schließen des Schaltkreises betätigt.At this point the circuit breaker 3 pressed again to close the circuit, bringing the line leading to the consumer 8th to earth 7 connected to be able to open the cable compartment and enable the necessary maintenance to be carried out. To reinstall the power supply 6 becomes the circuit breaker 3 first operated to open the circuit; next, the busbar section disconnecting and grounding switching device 2 to the line contact 5 toggled and then the circuit breaker 3 actuated to close the circuit.

In der Praxis können die Positionen der Trennvorrichtung 2 und des Leistungsschalters 3 folgendermaßen sein:In practice, the positions of the separator 2 and the circuit breaker 3 be like this:

  • – Leistungsschalter 3 in Schaltkreisschließposition mit Sammelschienenabschnitt-Trennvorrichtung 2 in Schließposition am Sammelschienenkontakt 5 (Schalttaffel in Gebrauch);- circuit breaker 3 in circuit closing position with busbar section separator 2 in the closed position on the busbar contact 5 (Switch panel in use);
  • – Leistungsschalter 3 in Schaltkreisoffenposition mit Sammelschienenabschnitt-Trennvorrichtung 2 in Schließposition am Erdungskontakt 7 (Zwischenposition);- circuit breaker 3 in circuit open position with busbar section separator 2 in the closed position on the earth contact 7 (Intermediate position);
  • – Leistungsschalter 3 in Schaltkreisschließposition mit Sammelschienenabschnitt-Trennvorrichtung 2 in Schließposition am Erdungskkontakt 7 (Schalttaffel nicht in Gebrauch und Möglichkeit des Zugangs zu den Innenvorrichtungen zur Wartung und zum Austausch von Teilen).- circuit breaker 3 in circuit closing position with busbar section separator 2 in the closed position on the earth contact 7 (Switch panel not in use and possibility of access to the interior devices for maintenance and replacement of parts).

Schließlich sind zur Gewährleistung der Sicherheit des Bedienungspersonals und zur Vermeidung möglicher Schaltfehler zusätzliche Sicherheitsvorrichtungen einer bekannten Ausführung vorgesehen, die so ausgebildet sind, daß jede Schaltung verhindert wird, sofern nicht die unmittelbar vorhergehende Schal tung die verfahrensgemäß ins Auge gefaßt ist, ordnungsgemäß vollendet worden ist.Finally, additional safety devices of a known embodiment are provided to ensure the safety of the operating personnel and to avoid possible switching errors, which are designed so that each circuit is prevented, unless the immediately preceding scarf device in accordance with the method ge is duly completed.

In der Praxis arbeitet die Steuerung des Schaltgeräts nach der vorliegenden Erfindung mit zwei gesonderten und mechanisch verriegelten Wellen, einer für den Leitung/Erdewähler (dargestellt durch die Steuerungen 9 und 10) und einer für den Vakuumleistungsschalter 3. Die mechanische Verriegelung auf den Steuerwellen ermöglich eine Betätigung nur in der korrekten Reihenfolge, anders als bei unter Verwendendung herkömmlicher Technologien gebauter Gefache, d. h. wo der Leistungsschalter von dem Trennschalter getrennt ist und die Verriegelung zwischen beiden mittels eines Keilblockiermechanismus erfolgt.In practice, the control of the switching device according to the present invention works with two separate and mechanically locked shafts, one for the line / earth selector (represented by the controls 9 and 10 ) and one for the vacuum circuit breaker 3 , The mechanical locking on the control shafts enables operation only in the correct order, unlike compartments built using conventional technologies, ie where the circuit breaker is separated from the circuit breaker and the locking between the two takes place by means of a wedge locking mechanism.

Schließlich ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Schalttaffel zur Aufnahme des Schaltgeräts als ganzes erreicht, das eine Gesamtbreite im Bereich von 375 mm bis 750 mm und eine Tiefe von 900 mm darbietet, während gegenwärtig die Gesamtabmessungen einer herkömmlichen Schalttaffel mit Leistungsschalten 750 mm (Breite) x 1150 mm (Tiefe) betragen. Des weiteren ist das Gewicht der Schalttaffel auf etwa 40 – 70 % einer herkömmlichen Schalttaffel reduziert.Finally, according to the present Invention a switch panel for receiving the switching device as a whole achieved that a total width in the range of 375 mm to 750 mm and offers a depth of 900 mm, while currently the Overall dimensions of a conventional one Control panel with power switching 750 mm (width) x 1150 mm (depth) be. Furthermore, the weight of the switch panel is approximately 40-70 % of a conventional panel reduced.

Die Eigenschaften wie auch die Vorteile des dreipoligen Schaltgerätes für elektrische Stationen, das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, ergeben sich deutlich aus der weiteren Beschreibung.The properties as well as the advantages of the three-pole switching device for electrical Stations which forms the subject of the present invention, result clearly from the further description.

Insbesondere sind die Vorteile die folgenden:In particular, the advantages are the following:

  • – Gesamtabmessungen, die mäßig und kleiner sind als diejenigen bekannten Schalttaffeln aufgrund dessen, daß der Erdungsschalter weggefallen ist (seine Funktion wird durch die Sammelschienenabschnitttrenn- und Erdungsschaltervorrichtung, in den Figuren mit 2 bezeichnet, ausgeführt), während die übrigen Vorrichtungen in einen Isolator in einer Schutzgasatmosphäre einbezogen sind und die beweglichen Teile zum Trennen der Verbraucher bzw. Kurzschluß in einer Vakuumhülle eingeschlossen sind;- overall dimensions, the moderate and are smaller than those known switchboards because that the Earthing switch has been omitted (its function is separated by the busbar section and earthing switch device, denoted by 2 in the figures, ) Is executed, while the remaining Devices included in an insulator in a protective gas atmosphere and the moving parts to separate the consumer or Short circuit in a vacuum envelope are included;
  • – Verwendung des Schutzgases nur für elektrische Isolierfunktionen (das Gas wird im Zustand eines leichten Überdruckes, z. B. 0,1 bar, in Bezug auf die Umgebung gehalten);- Use of the protective gas only for electrical insulation functions (the gas is in the state of a slight overpressure, z. B. 0.1 bar, held in relation to the environment);
  • – Unterbrechung der Nennströme bzw. der Kurzschlußströme mit einem Vakuumleistungsschalter;- interruption of the nominal currents or the short-circuit currents with one Vacuum circuit breakers;
  • – Fähigkeit des Erdungskreisschließens, ausgeführt durch einen Vakuumleistungsschalter;- Ability the grounding circuit closing, executed by a vacuum circuit breaker;
  • – Ausschaltung des Abbaus und der Verunreinigung des Gases insofern, als es niemals mit dem Lichtbogen in Berührung kommt; - shutdown of gas breakdown and pollution insofar as it never in contact with the arc comes;
  • – Möglichkeit der Betätigung des Leistungsschalters sowohl über eine Dauermagnetsteuerung als auch über eine herkömmliche Steuerung, die von einer Feder mit Energiereserve betätigt wird.- Possibility of actuation the circuit breaker both over a permanent magnet control as well as a conventional one Control operated by a spring with energy reserve.

Schließlich versteht sich, daß zahlreiche Abwandlungen an dem dreipoligen Schaltgerät für elektrische Stationen nach der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne dadurch von den der Erfindungsidee innen wohnenden Neuheitsprinzipien abzuweichen, wie sich auch in gleicher Weise versteht, daß bei der praktischen Verwirklichung der Erfindung die Materialien, Formen und Abmessungen der dargestellten Teile beliebig gemäß den Anforderungen ausgeführt sein können, wobei diese Teile auch gegen andere, die technisch gleichwertig sind, ausgetauscht werden können, ohne den Schutzbereich, wie er durch die Ansprüche definiert ist, zu verlassen.Finally, it is understood that numerous Modifications to the three-pole switchgear for electrical stations after of the present invention can be made without thereby to deviate from the principles of novelty inherent in the idea of the invention, as is understood in the same way that in the practical realization the invention, the materials, shapes and dimensions of the illustrated Any parts according to the requirements accomplished could be, these parts also against others that are technically equivalent are exchangeable, without leaving the scope of protection as defined by the claims.

Claims (6)

Kompakt dreipoliges elektrisches Schaltfeld für elektrische Stationen in einer Ausbildung, die eine Reihe von Isolatoren (11) umfaßt, die wenigstens einen sammelschienenleiterartigen Feldunterbrecher aufweisen, der dazu bestimmt ist, eine Verbindung mit der Stromzuleitung (6) herzustellen, und mit zumindest einem Leistungsschalter (3) und zumindest einem Erdungsschalter, wobei der Leistungsschalter (3) in einer Vakuumumhüllung abgedichtet angeordnet ist und in Reihe mit einer Umschaltisolationsvorrichtung (2) positioniert ist, welche beweglich zwischen einer ersten Stellung, in der diese den Leistungsschalter mit einem Kontakt (5) der Stromzuleitung (6) leitend verbindet, und einer zweiten Stellung, in der diese den Leistungsschalter (3) zu einem Erdungsschalter (7) verbindet, gelegen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldunterbrechen, der Leistungsschalter (3), der Erdungsschalter und die Umschaltisolationsvorrichtung (2) alle in einem Metallgehäuse (33) untergebracht sind, wobei das Gehäuse (33) mit Isolatoren (11) versehen ist, die den Eingangs- und Ausgangsspannungsanschlüssen des dreipoligen elektrischen Schaltfeldes zugeordnet sind.Compact three-pin electrical panel for electrical stations in training, which includes a series of insulators ( 11 ), which have at least one busbar-type field interrupter, which is designed to connect to the power supply line ( 6 ) and with at least one circuit breaker ( 3 ) and at least one earthing switch, the circuit breaker ( 3 ) is arranged sealed in a vacuum envelope and in series with a switching insulation device ( 2 ) which is movable between a first position, in which the circuit breaker with a contact ( 5 ) the power supply ( 6 ) conductively connects, and a second position in which this the circuit breaker ( 3 ) to an earthing switch ( 7 ) connects, is located, characterized in that the field interrupt, the circuit breaker ( 3 ), the earthing switch and the switchover isolation device ( 2 ) all in a metal case ( 33 ) are housed, the housing ( 33 ) with isolators ( 11 ) is provided, which are assigned to the input and output voltage connections of the three-pole electrical switching field. Dreipoliges elektrisches Schaltfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsschalter (3) stromabwärts der Isolationsvor richtung (2) angeschlossen ist und eine Nutzung sowohl als die Stromzuleitung (6) schützender Stromzuleitungsunterbrecher als auch als Erdungsschalter mit Schließvermögen ermöglicht.Three-pole electrical switching field according to claim 1, characterized in that the circuit breaker ( 3 ) downstream of the Isolationsvor direction ( 2 ) is connected and use both as the power supply ( 6 ) protective power supply interrupter as well as an earthing switch with closing capacity. Dreipoliges elektrisches Schaltfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgas bei leicht über atmosphärischem Druck liegendem Druck gehalten wird.Three-pole electrical panel according to claim 1, characterized in that the Inert gas at slightly above atmospheric Pressure is maintained. Dreipoliges elektrisches Feld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsvorrichtung (2) und der Leistungsschalter (3) von außerhalb des Schaltfeldes mit Hilfe von auf Manöverschäften (9, 10) der Isolationsvorrichtung (2) und des Leistungsschalter (3) reagierenden Steuervorrichtungen gesteuert werden.Three-pole electric field according to claim 1, characterized in that the insulation device ( 2 ) and the circuit breaker ( 3 ) from outside the control panel using maneuvers ( 9 . 10 ) the isolation device ( 2 ) and the circuit breaker ( 3 ) responsive control devices can be controlled. Dreipoliges elektrisches Schaltfeld gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsschalter (3) mit mechanischen Steuerungsvorrichtungen oder Dauermagnetvorrichtungen ausgestattet ist.Three-pole electrical panel according to An claim 1, characterized in that the circuit breaker ( 3 ) is equipped with mechanical control devices or permanent magnet devices. Dreipoliges elektrisches Schaltfeld nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnetvorrichtungen zumindest einen magnetischen Schalter (12) mit einer festen Verstärkung (13), einem Entstörschirm (32) zum Abschirmen eines eine Schließ- und Öffnungsfunktion ausführenden Magneten (331), einem aus gewalztem Eisen bestehendem sowie die Stromverluste minimierenden und die Betriebszeit opti mierenden Feld (44), einer Reihe von die Energie in jede Richtung verteilenden Spulen (55), einem Manövrierhebel (66) zur Verbindung mit dem Leistungsschalter (3), einem Hilfshebel (77) zur Verbindung mit von Hand gesteuerten Nocken oder mit Hilfskontakten, und einer Reihe von Trägern (68) zum Blockieren und Führen der Steuervorrichtungen, umfassen.Three-pole electrical switching field according to Claim 5, characterized in that the permanent magnet devices have at least one magnetic switch ( 12 ) with a fixed reinforcement ( 13 ), an interference suppressor ( 32 ) to shield a magnet performing a closing and opening function ( 331 ), a field made of rolled iron that minimizes power losses and optimizes operating time ( 44 ), a series of coils distributing the energy in each direction ( 55 ), a maneuvering lever ( 66 ) for connection to the circuit breaker ( 3 ), an auxiliary lever ( 77 ) for connection with manually controlled cams or with auxiliary contacts, and a number of carriers ( 68 ) for blocking and guiding the control devices.
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