DE69117399T2

DE69117399T2 - Gaslastschalter

Info

Publication number: DE69117399T2
Application number: DE69117399T
Authority: DE
Inventors: Tuneo Kishi; Takashi Minakawa; Isao Nishida; Hirohiko Yatsuzuka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-09-14
Filing date: 1991-09-04
Publication date: 1996-09-12
Anticipated expiration: 2011-09-05
Also published as: JPH04123733A; DE69117399D1; CN1028932C; RU2054727C1; JPH0770276B2; EP0475268B1; AU8343691A; KR930006772A; CN1059801A; EP0475268A2; EG19575A; EP0475268A3; KR100200904B1; AU633450B2; US5298703A; ZA917325B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dreiphasen-Gaslastschalter vom gemeinsamen Behältertyp gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Beschreibung des Standes der Technik

Angesichts des in letzter Zeit gewachsenen Bedarfs an elektrischer Energie sind Energiesysteme hoher Spannung und hoher Leistungsfähigkeit von großem Interesse. Dies hat zu einem Bedarf an einer erhöhten Leistungsfähigkeit von Lastschaltern zur Unterbrechung größerer Leistungen bei höheren Spannungen geführt. Lastschalter sind auch erforderlich, um eine verringerte Anzahl von Schaltern zu erreichen und das Anwachsen der zu unterbrechenden Leistung zu bewältigen, um eine verbesserte Unterbrechungfähigkeit zu erreichen. Genauer gesagt, wurden zur Unterbrechung eines Stroms von 50 kA geeignete Lastschalter vom Zweischalter-Typ praktisch verwirklicht, die beispielsweise bei einer 550 kV - Leitung verwendet werden können. Gegenwärtig besteht jedoch ein Bedarf an Lastschaltern mit einem einzigen Schalter in der oben angesprochenen Klasse. Dies gilt auch für gasisolierte Lastschalter. Beispielsweise ist in EP-A-0 355 338 ein Lastschalter mit einem einzigen Schalter beschrieben, der ein sogenannter Dreiphasen-Gaslastschalter vom gemeinsamen Behältertyp ist, bei dem Unterbrecher für drei Phasen in einem luftdichten Behälter untergebracht sind, so daß die Größe des gesamten gasisolierten Lastschalters verringert ist.
In diesem Lastschalter sind ein Schlußwiderstand zur Begrenzung einer Schlußschaltüberspannung und ein Kondensator zur Begrenzung einer transienten wiederkehrspannung parallel mit dem Unterbrecher für jede Phase angeordnet, um einer elektrischen Leitung hoher Leistungsfähigkeit in der Größenordnung von 550 kV gerecht werden zu können.
Im beschriebenen Stand der Technik hat der Lastschalter einen geerdeten Behälter und Dreiphasen-Baugruppen für die drei Phasen der im geerdeten Tank vorhandenen Leistung, wobei jede Baugruppe einen Unterbrecher, sowie einen Schlußwiderstand und eine Kondensator aufweist, die parallel zum Unterbrecher angeschlossen sind. Genauer gesagt, sind die Schlußwiderstände an der radialen Innenseite der Unterbrecher angebracht und die Kondensatoren sind im Mittelbereich des geerdeten Behälters angebracht, wobei die Schlußwiderstände und die Kondensatoren durch ein zylindrisches Schutzelement abgeschirmt sind. Eine Funktionsweise mit einem einzigen Schalter erfordert, daß ein Unterbrecher mit einem Kondensator verbunden ist, der in der Kapazität denen entspricht, die für herkömmliche Schalter vom Zweischalter-Typ verwendet werden. Weiterhin erfordern Lastschalter für die Verwendung in einer solchen Hochspannungsleitung der 550 kV - Klasse in Reihe verbundene Schlußwiderstände mit einer Länge im Bereich von einem Meter. Die Anordnung der Schlußwiderstände im Lastschalter aus dem Stand der Technik kann daher keine kompakte Lastschaltervorrichtung bieten, da die Abmessungen der Lastschalter durch die großen axialen Abmessungen der Schlußwiderstände vergrößert wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend in der Schaffung eines kompakten Dreiphasen-Lastschalter mit einem gemeinsamen Behälter für Hochspannung.
Diese Aufgabe wird durch einen Dreiphasen-Gaslastschalter vom gemeinsamen Behältertyp nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Ein Dreiphasen-Lastschalter vom gemeinsamen Behältertyp gemäß der vorliegenden Erfindung enthält in einem vorgegebenen Umfangsabstand innerhalb des geerdeten Behälters angebrachte Unterbrecher für die drei Phasen, die so angebracht sind, daß die Achsen der Unterbrecher im wesentlichen parallel zur Achse des geerdeten Behälters verlaufen, einen auf einer Seite des zugeordneten Unterbrechers angrenzend an einen benachbarten Unterbrecher einer anderen Phase angebrachten Schlußwiderstand, einen Kondensator für jede Phase, der im geerdeten Tank an der Innen- und Außenseite des zugeordneten Unterbrechers angeordnet ist sowie Schutzelemente, die für die stationäre und die bewegliche Seite des Unterbrechers für jede Phase bereitgestellt sind.
Die Schlußwiderstände für die drei Phasen sind in einem Umfangsintervall angeordnet und befinden sich in der Nähe der zugeordneten Unterbrecher im geerdeten Behälter, während die Kondensatoren an den radialen Innen- oder Außenseiten der zugeordneten Unterbrecher und in unmittelbarer Nähe zu diesen angeordnet sind. Die axialen und radialen Abmessungen des geerdeten Behälters können daher zur Schaffung eines kompakten Gaslastschalters verringert werden.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind durch die folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung verdeutlicht.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist ein Darstellung eines senkrechten Schnittes einer Ausführungsform des Gaslastschalters gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine Darstellung eines Schnittes entlang der Linie II-II auf Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Darstellung eines Schnittes entlang der Linie III-III aus Fig. 2;
Fig. 4 ist eines Querschnittdarstellung einen weiteren Ausführungsform des Gaslastschalters gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 5 ist eine Darstellung eines Schnittes entlang der Linie V-V aus Fig. 4.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine Ausführungform der vorliegenden Erfindung ist bezugnehmend auf die Zeichnung beschrieben.
In den Figuren 1 bis 3, in denen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist, weist ein geerdeter Behälter 1 Zuleitungsbereiche 1A und 1B auf, die in einem oberen und einem unteren Bereich des Tanks 1 radial nach außen gerichtet von der Wand abstehen. Diese Zuleitungsbereiche sind durch isolierende Abstandshalter 2A und 2B luftdicht abgeschlossen. Eine Betätigungsvorrichtung 3 zum Betätigen von Unterbrechern befindet sich im unteren Teil des geerdeten Behälters 1. Der geerdete Behälter 1 ist mit einem lichtbogenlöschenden Gas befüllt und enthält drei, im wesentlichen in Intervallen von 120º angeordnete Unterbrecher 4, 5 und 6 für drei Phasen der elektrischen Leistung, wie in Fig. 2 ersichtlich ist. In der dargestellten Ausführungsforn sind diese Unterbrecher so angeordnet, daß ihre Achsen senkrecht verlaufen. Die Unterbrecher 4, 5 und 6 sind vom sogenannten Gebläsetyp. Folglich weist jeder Unterbrecher einen stationären Kontakt 7 sowie einen beweglichen Kontakt 8 auf, der dern stationären Kontakt 7 gegenübersteht. Der stationäre Kontakt 7 ist mit einer oberen Zuleitung 9 verbunden, während der bewegliche Kontakt 8 mit einer unteren Zuleitung 10 verbunden ist. Die beweglichen Kontakte 8 für die drei Phasen sind dafür ausgelegt, durch den Betrieb der Betriebsvorrichtung 3 mit den zugeordneten stationären Kontakten 7 in Kontakt gebracht zu werden und von diesen kontaktmäßig getrennt zu werden. Beim Trennen der beweglichen Kontakte von den stationären Kontakten 7 erzeugte Lichtbögen werden durch Stöße eines unter hohem Druck stehenden Gases, daß durch eine durch Gebläsezylinder 11 dargestellte Gasverdichtungseinrichtung erzeugt wird, gelöscht.
Eine Kondensatoreinrichtung 12 zum Begrenzen einer transienten Wiederkehrspannung und Schlußwiderstände 13 zur Begrenzung einer Schlußschaltüberspannung sind in jedem der Umterbrecher 4 bis 6 angebracht. Die Kondensatoreinrichtung 12 enthält Trägereinrichtungen 12A und 12B, die auch als verbindende Leiter wirken und die sich am stationären Kontakt 7 bzw. am beweglichen Kontakt 8 befinden, eine zwischen den Trägereinrichtungen 12A und 12B befindliche isolierende Trennwand 12C mit axialen säulenförmig ausgebildeten Hohlräumen, sowie mehrere, in den Hohlräumen der Trennwand befindliche Kondensatorelemente 12D. Die isolierende Trennwand 12C unterdrückt jeglichen Einfluß eines beim Unterbrechen erzeugten heißen Gases und verbessert die Isolation zwischen verschiedenen Phasen. Um eine effiziente Ausnutzung des begrenzten Raums im geerdeten Behälter zu ermöglichen, haben die Kondensatoreinrichtungen 12 gekrümmte Querschnitte und sind an radialen Innenseiten der Unterbrecher 4, 5 und 6 angeordnet. Jeder der Schlußwiderstände weist einen dem beweglichen Kontaktgeber 8 zugeordneten Widerstandskontaktgeber 13A, einen dem stationären Kontakt 7 zugeordneten stationären Widerstandskontaktgeber 13B und zwischen dem stationären Widerstandskontaktgeber 13B und dem stationären Kontakt 7 bereitgestellte Widerstandselemente 13C auf. Um die Abmessung in der axialen Richtung zu minimieren, ist der Widerstand aus Stapeln von in zwei Gruppen eingeteilten Widerstandselementen 13C zusammengesetzt, die auf beiden Seiten eines jeden der Unterbrecher 4, 5 und 6 angeordnet sind und die über Trägereinrichtungen 13D bis 13F gehalten und verbunden sind, die auch als verbindende Leiter dienen, wie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist. Wie nämlich in Fig. 2 gezeigt, sind die Widerstandselemente 13C des Widerstands für jede Phase statt in der radialen Richtung in der Umfangsrichtung des geerdeten Behälters 1 angeordnet. Diese Anordnung bewirkt eine Verringerung der radialen und axialen Abmessungen des geerdeten Behälters 1. Wie in Fig. 2 weiter gezeigt, ist jeder der Unterbrecher 4 bis 6 mit einem das elektrische Feld vermindernden Schutzelement 14 ausgestattet, das die stationäre Seite des Unterbrechers abdeckt, also den stationären Kontakt 7, den stationären Widerstandskontaktgeber 13B und die Widerstandselemente 13C des Schlußwiederstands, sowie einen Teil des Kondensators 12. Ein Schutzelement 15 ist weiterhin auf der beweglichen Seite eines jeden der Unterbrecher 4, 5 und 6 bereitgestellt, so daß der bewegliche Kontakt 8 und ein Teil des Kondensators 12 abgedeckt sind. Jedes der Schutzelemente hat in den Bereichen, die verschiedenen Phasen und der Erde gegenüberstehen, größere Krümmungsradien als in anderen Bereichen und weist daher einen elliptischen Querschnitt auf.
Der geerdete Behälter 1 ist mit Handlöchern 16 ausgestattet, die in den Nachbarbereichen der Unterbrecher 4 bis 6 ausgebildet sind.
In der gezeigten Ausführungsform kann jede Vergrößerung der radialen und axialen Abmessungen des geerdeten Behälters infolge der Anbringung der Widerstandselemente 13c vermieden werden, da die Widerstandselernente 13C des Schlußwiderstands 13 in zwei Gruppen angeordnet sind, die auf beiden Seiten eines jeden der zugeordneten Unterbrecher 4, 5 und 6 angebracht sind und sich parallel zur Achse der Unterbrecher erstrecken. Genauer gesagt kann der Durchmesser des geerdeten Behälters auf etwa 70% des Durchmessers des bekannten, in der Beschreibung des Stands der Technik erörterten, Dreiphasen-Gaslastschalters vom gemeinsamen Behältertyp vermindert werden. Zusätzlich verhindert die isolierte Trennwand des Kondensators 12 wirksam ein Vermischen der von verschiedenen Phasen beim Unterbrechen erzeugten heißen Gase und verhindert so eine Verminderung der Isolation zwischen verschiedenen Phasen. Weiterhin sind die Wartung und das Austauschen von Bauteilen der Unterbrecher durch die bereitgestellten Handlöcher 16 erleichtert.
In den Figuren 4 und 5 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. In diesen Figuren sind gleiche Bezugszahlen zur Bezeichung gleicher oder ähnlicher Teile und Vorrichtungen wie den in den Figuren 1 bis 3 gezeigten verwendet. Diese Ausführungform ist nützlichf wenn der Schlußwiderstand eine größere Kapazität aufweist. Die Widerstandselemente 13C sind in drei parallelen Gruppen angeordnet, die auf einer Seite der zugeordneten Unterbrecher 4, 5 und 6 angeordnet sind und die von Trägereinrichtungen 13G bis 13J gehalten sind, die auch als verbindende Leiter dienen.
Es ist verständlich, daß diese Ausführungsform dieselben Vorteile bietet wie die vorausgehend beschriebene Ausführungsform.
Die beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weisen verringerte Abmessungen der geerdeten Behälter auf und können daher bequem in einer gasisolierten Schaltvorrichtung verwendet werden, wodurch es möglich ist, die Länge der Erzeugungsleitung zu verringern und so die Größe und die Kosten der Schaltvorrichtung zu verringern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Abmessung des geerdeten Behälters nicht nur in der axialen Richtung, sondern auch in der radialen Richtung infolge der Tatsache verringert werden, daß die Schlußwiderstände der jeweiligen Unterbrecher an den Seiten der Unterbrecher angeordnet sind. Es ist daher möglich, einen Dreiphasen-Gaslastschalter vom gemeinsamen Behältertyp mit einem minimierten Behälterdurchmesser zu schaffen.

Claims

1. Dreiphasen-Gaslastschalter vom gemeinsamen Behältertyp mit einem geerdeten Behälter (1), der geeignet ist, um mit Isoliergas gefüllt zu werden, einem Unterbrecher (4, 5, 6) für jede Phase, der einen stationären Kontakt (7) und einem beweglichen Kontakt (8) aufweist und in einem vorgegebenen Umfangsabstand so im geerdeten Behälter angeordnet ist, daß eine Achse des Unterbrechers sich im wesentlichen parallel zur Achse des geerdeten Behälters erstreckt, einer Kondensatoreinrichtung (12) für jede Phase die an der Innen- oder Außenseite des zugehörigen Unterbrechers angeordnet ist, eine Schlußwiderstandseinrichtung (13), die Widerstandselemente (13C) und stationäre und bewegliche Widerstandskontakte (13A, 13B) aufweist, und Schutzelementen (14, 15), die für die stationären und beweglichen Teile des Unterbrechers für jede Phase vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandselemente (13C) der Schlußwiderstandseinrichtung (13) wenigstens an einer Seite des zugehörigen Unterbrechers (4, 5, 6) angeordnet sind, wobei die Seite an einen benachbarten Unterbrecher (4, 5, 6) einer anderen Phase angrenzt.

2. Der Gaslastschalter gemäß Anspruch 1, wobei die Schutzelemente (14, 15) jedes Unterbrechers (4, 5, 6) eine stärkere Krümmung in ihren den anderen Unterbrechern und dem geerdeten Behälter (1) gegenüberliegenden Bereichen aufweisen, als in anderen Bereichen.

3. Gaslastschalter gemäß Anspruch 2, wobei die Schutzelemente (14, 15) einen elliptischen Querschnitt aufweisen.

4. Gaslastschalter gemäß einen der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Widerstandselemente (13C) der Schlußwiderstandseinrichtung (13) parallel zu wenigstens einer Seite (4, 5, 6) des Unterbrechers angeordnet sind.

5. Gaslastschalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Widerstandselemente (13C) der Schlußwiderstandseinrichtung (13) parallel zu beiden Seiten des Unterbrechers (4, 5, 6) angeordnet sind.

6. Gaslastschalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Kondensatoreinrichtung (12) Kondensatorelemente (12A, 12B) aufweist, die in in einer isolierten Trennwand (12C) ausgebildeten Hohlräumen untergebracht sind.

7. Gaslastschalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jeder Unterbrecher (4, 5, 6) ein Trägerelement (13D, 13E, 13F) aufweist, das an dem stationären Kontakt (7) des Unterbrechers angebracht und mit dem Widerstandselement (13C) der Schlußwiderstandseinrichtung (13) elektrisch verbunden ist.

8. Gaslastschalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der geerdete Behälter (1) Wartungshandöffnung (16) aufweist, die in dem den Unterbrechern (4, 5, 6) naheliegenden Bereich des Behälters (1) ausgebildet sind.

9. Gaslastschalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Unterbrecher (4, 5, 6) im wesentlichen in Intervallen von 120º angeordnet sind.