DE69834554T2

DE69834554T2 - Elektrisches scholtgeräte

Info

Publication number: DE69834554T2
Application number: DE69834554T
Authority: DE
Inventors: Jan Fivelstad; Christer Arnborg
Original assignee: ABB AB
Current assignee: ABB AB
Priority date: 1997-04-07
Filing date: 1998-04-03
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2018-04-04
Also published as: SE9701263D0; EP0974178A1; SE516127C2; SE9701263L; JP2001519140A; WO1998045912A1; DE69834554D1; US6229690B1; EP0974178B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltgerät, insbesondere für Mittelspannung, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Die Erfindung betrifft auch eine Schaltgeräte-Zelle zur Verwendung bei einem Schaltgerät.
Ein Schaltgerät enthält oft eine Vielzahl von Schaltgeräte-Zellen. Bei einer Schaltgeräte-Zelle ist hier ein parallel-flächiger Raum oder Kammer beabsichtigt, der durch zwei bis vier vertikale und zwei horizontale Wände begrenzt ist, in welchem in einem oberen Teil Einrichtungen angebracht sind, die für Schaltfunktionen (Stromunterbrechung, Trennung und Erdung) sowie Meßwandler etc. nötig sind und ein Schienensystem für deren Verbindung, während die Verbindung von Kabeln für ankommenden und abgehenden Strom in einem unteren Teil stattfindet. Folglich hat eine vollständige Schaltgeräte-Zelle eine gewisse Höhe, die durch ihre Armaturen und durch ihr Kabelverbindungsabteil bestimmt ist.
Bisher wurden Schaltgeräte-Zellen in der Fabrik vervollständigt und vor der Auslieferung getestet, so daß sie direkt auf einem Schaltgeräteboden plaziert werden können, wenn sie in den Räumlichkeiten eines Anwenders montiert wurden. Bevor es möglich war, das sehr zeitaufwendige und komplizierte Montieren der an kommenden und abgehenden Kabel zu beginnen, als auch das Verdrahten der Steuerungs- und Überwachungssysteme etc., war es oft erforderlich, die Einstellung der Unterlagen für die Zelle vorzunehmen, damit sie vollständig horizontal steht. Aufgrund des hohen Gewichtes der Zelle war es erforderlich, sie vollständig von allen Armaturen zu entleeren, um sie insgesamt handhabbar zu machen. Dies hat selbstverständlich zusätzliche Kosten neben den Kapitalkosten verursacht, die dadurch verursacht wurden, daß eine vollständige Schaltgeräte-Zelle während der langen Zeitdauer der Installation ungenutzt stand.
Es ist daher wünschenswert, die Herstellung, die Auslieferung und den Montageprozeß zu rationalisieren, derart, daß größt mögliche Kostenersparungen als auch Zeitersparungen erreicht werden können und so, daß die Arbeit, die ohnehin in Verbindung mit der Installation durchgeführt werden muß, so einfach und physisch leicht als möglich durchgeführt werden kann.
Nach der vorliegenden Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß der untere Teil einer Schaltgeräte-Zelle, in der die Verbindung der ankommenden und abgehenden Kabel stattfindet, einfach entfernt ist, so daß die Zelle nach unten auf einer höheren Ebene endet als zuvor. Dies bedeutet, daß die Verbindung von ankommenden und abgehenden Kabeln nicht mehr innerhalb der Zelle stattfindet sondern außerhalb und unterhalb von ihr. Dies führt seinerseits dazu, daß Durchführungsmittel für die Verbindung von Leistungskabeln im jetzt angehobenen Boden des Schrankes angeordnet sind, der nach unten die Zelle verschließt.
Die Hauptcharakteristiken der Erfindung sind dem kennzeichnenden Teil des angehängten Anspruches 1 zu entnehmen.
Im Stand der Technik ist es bekannt, daß Kabel in einer separaten Zelle angeordnet sind, die als Teil einer Schaltgeräte-Zelle vorgesehen ist, wie z.B. in der DE 43 12 621 A1 . Allerdings ist diese separate Zelle noch ein Teil der Schaltgeräte-Zelle.
Das neue Denken, das durch die vorliegende Erfindung präsentiert wird, bringt eine Reihe von Vorteilen:

– Eine Unterlage, die an die Zelle angepaßt ist, kann am Installationsort unabhängig davon eingerichtet werden, ob eine Schaltgeräte-Zelle vorhanden ist oder nicht. Solch eine Unterlage kann ein Gestell der Art eines Gebälkes oder Rahmens sein, bei dem Kragarme von einer Wand vorstehen oder jegliche andere Einrichtung, die eine Zelle in solcher Höhe hält, daß der Anschluß von Kabeln von unten her möglich ist.
– Die Kabel können im Voraus bis zu der Unterlage verlegt werden und mit Verbindungsmitteln ausgestattet werden, die mit Verbindungsmitteln am Boden der neuen Schaltgeräte-Zelle zusammenpassen. In geeigneter Weise sind die Verbindungsmittel einzelphasen-gekapselt, wodurch die Risiken zufälliger Berührung und elektrischer Funken eliminiert werden. Die Verwendung von Verbindungsmit teln führt zu geringeren Kosten, sicherer und einfacherer Montage und schnellerer Ingebrauchnahme, sobald die Zelle angeordnet wurde.
– Die Schaltgeräte-Zelle kann fabrikseitig vervollständigt werden, während die zeitlich vorangehenden Arbeiten an der Installationsstelle, wie oben erwähnt, im Gange sind. Sie kann getestet und im getesteten Zustand geliefert werden und muß nicht mehr an der Montagestelle demontiert werden, da die Unterlage zuvor vorbereitet wurde und vollständig an die gelieferte Zelle angepaßt wurde, die daher praktisch in einem in Betrieb genommen werden kann.
– Alle Hochvoltteile in der Zelle sind in einer Einkapselung gehalten, so daß sie von außen nicht zugänglich sind. In vorteilhafter Weise können dann Steuerungen für Verbindungsapparate sowie einen möglichen Prüfcomputer in einem separat eingekapselten Raum vorgesehen sein, der vor dem soeben erwähnten angebracht ist.
– Wenn zumindest eine Zelle einer Reihe von Räumen des Typs ohne Energiekabelverbindung ist, kann eine solche Zelle dazu verwendet werden, eine Niederspannungseinheit aufzunehmen, wie z.B. einen Satz von Batterien mit zugeordnetem Ladegerät etc., der in geeigneter Weise von einem Träger gehalten wird, der in den leeren Raum gefahren werden kann. Dies wird durch den Raum unterhalb der Zelle ermöglicht, der kein Hochspannungsraum ist.

Wenn ein standardisiertes Gestell als Unterlage verwendet wird, erhält man mehrere weitere Vorteile:

– Es kann zweckmäßigerweise als sog. Flachpackung zum Installationsort gesandt werden.
– Es ist einfach, es in Bezug auf den Fußboden auszurichten.
– Es kann in längeren Abständen hergestellt werden, um mehr als eine Zelle aufzunehmen.

Die Erfindung wird nunmehr detailierter beschrieben unter Bezugnahme auf die angehängte Zeichnung, in der:
1 eine perspektivische Ansicht einer konventionell angeordneten Schaltgeräte-Zelle ist, die zur Verdeutlichung des Unterschiedes zwischen dem Stand der Technik und der Erfindung dargestellt ist, und
2 eine perspektivische Ansicht einer Schaltgeräte-Zelle nach der Erfindung ist, die auf einer Unterlage in Form eines Gestelles angeordnet ist, welches drei benachbarte Zellen aufnimmt.
Die Schaltgeräte-Zelle nach dem Stand der Technik, die schematisch in 1 dargestellt ist, besteht aus einer kastenförmigen Blechstruktur mit vier vertikalen Wänden 1, 2, 3 und 4 sowie einer oberen und einer unteren Wand 5 bzw. 6. Wenn eine solche Zelle eine Endzelle von einer Reihe mehrerer Zellen ist, ist eine vertikale Wand fortgelassen, wie z.B. die Wand 2, während zwei vertikale Wände, wie z.B. 2 und 4, fortgelassen sind, wenn die Zelle innerhalb einer Reihe von Zellen angeordnet ist.
Eine Zelle dieser Art ist direkt auf einem Schaltgeräteboden aufgestellt, was zu den oben genannten Unbequemlichkeiten führt.
Von der gesamten Höhe der Zelle, von oben gerechnet, ist ein größerer Teil, der hier als primärer Teil bezeichnet wird, von Hochspannungseinrichtungen besetzt. Die notwendige Höhe des Teiles hierfür ist in 1 mit h_pl bezeichnet. Der verbleibende untere Teil der Zelle, der hier als Verbindungsteil bezeichnet wird, wird für die Verbindung von Energiekabeln für ankommenden und abgehenden Strom verwendet. Seine Höhe ist mit h_al bezeichnet.
Wie in 2 gezeigt, werden bei einer Schaltgeräte-Zelle nach der vorliegenden Erfindung alle Hochspannungskomponenten in einem gemeinsamen, ringsherum geschlossenen Abteil 11 zusammengefaßt. Wie zuvor ist dieses Abteil durch vier vertikale Wände begrenzt, wenn die Zelle die einzige einer Installation ist, was unüblich ist und zwei horizontale Wände. In dem dargestellten Beispiel, das eine Installation mit drei Zellen betrifft, von denen die dargestellte Zelle an einem Ende einer Reihe von Zellen errichtet ist, sind folglich drei vertikale Wände 12, 13 und 14 (von denen die Wand 14 in der Zeichnung entfernt wurde, um das Teil 11 zu zeigen) und zwei horizontale Wände 15 und 16 vorgesehen. Da die Zelle nur den sog. primären Teil aufnimmt (im wesentlichen alle elektrischen Funktionen für einen Primärschaltkreis mit Hilfsschaltkreisen) kann ihre Höhe auf h_p2 begrenzt werden.
Die Wand 16, die den unteren Abschluß der Zelle bildet, hat Tüllenmittel 17 für die Kabelverbindung für ankommenden und abgehenden Strom. Da eine Schaltgeräte-Zelle nach der Erfindung nicht dazu vorgesehen ist, direkt auf einen Boden aufgestellt zu werden sondern auf einer separaten Unterlage zu stehen, die im Abstand zu dem Boden ist, können Verbindungsmittel 18 unterhalb der Zelle bereits in der Fabrik fest montiert werden und in Verbindung mit der Installation können diese Mittel einfach mit entsprechenden Verbindungsmitteln 19 der ankommenden und abgehenden Kabel verbunden werden. Um diese Verbindung zu ermöglichen, muß die Zelle in einer Höhe h_al oberhalb des Bodens sein.
In dem in 2 dargestellten Beispiel besteht die Unterlage der Zelle aus einem Gestell 20, das durch geeignete vertikale und horizontale Stangen 21 und 22 bzw. 23 zusammengesetzt ist, wobei die Höhe h_a2 durch die vertikalen Stangen 21 bestimmt wird. Die Stangen sind geeignet profilierte Abschnitte, wobei Nuten 24 vorgesehen sein können, um horizontale Verschiebungsbewegungen der Zelle auf dem Gestell zu führen.
Eine separate Steuerzelle 25 ist an der Wand 25 befestigt.

Claims

Horizontal geteiltes Schaltgerät mit Abteilen für Sammelschienen, Komponenten und Kabelverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabelverbindungsabteil als separate Kabelverbindungseinheit ausgestaltet ist, die mindestens zwei Schaltgeräte-Zellen gemeinsam ist, und daß die Kabelverbindungseinheit einen Satz von Komponenten für eine Montage an einem Installationsplatz aufweist.
Schaltgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen für eine Höheneinstellung.
Schaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelverbindungseinheit in Form von Modulen ausgebildet ist, die an die Schaltgeräte-Zellen angepaßt sind.
Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelverbindungseinheit in einen Schaltgeräteboden integriert ist, der für eine Vorortmontage in verschiedenen Gebäuden vorgesehen ist.
Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in Module aufteilbar ist, sowohl horizontal als auch vertikal.
Schaltgerät nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sein Ka belverbindungspunkt oder seine Kabelverbindungspunkte in der Kabelverbindungseinheit angeordnet ist bzw. sind und mittels Schraubverbindungen oder anderen Kontaktverbindungen an obere Kabinette des Schaltgerätes anschließbar ist nach deren Errichtung an dem Kabelverbindungsraum.
Schaltgerät nach irgendeinem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelverbindung einzelphasengekapselt und berührungsgeschützt ist.
Schaltgerät nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein sog. luftisoliertes Schaltgerät ist.
Eine Schaltgeräte-Zelle, insbesondere für Mittelspannung, zur Verwendung bei einem Schaltgerät nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zelle durch vertikale und horizontale Wände (12, 13, 14 bzw. 15, 16) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen nur mit einer Hochspannungsausrüstung ausgestattet ist, daß Verbindungsmittel (18) für eingehende und ausgehende Stromkabel extern unterhalb der unteren horizontalen Wand (16) der Zelle angeordnet sind, durch welche sie sich hindurch erstrecken.
Schaltgeräte-Zelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (18) in der unteren horizontalen Wand (16) fest montiert sind, von der sie abhängig sind.
Verfahren zur Errichtung eines Schaltgerätes nach irgendeinem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst ein Substrat für eine Schaltgeräte-Zelle oder für Schaltgeräte-Zellen, die in das Schaltgerät eingefügt werden soll bzw. sollen, vorbereitet wird und daß Stromkabel ausgelegt werden und die Kabelenden an Anschlußplätzen montiert werden und daß danach die Schaltgeräte-Zelle oder die Schaltgeräte-Zellen auf dem Substrat plaziert und die Kabel verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltgeräte-Zelle oder die Schaltgeräte-Zellen als auch die Kabel mit passenden Verbindungsmitteln versehen werden.