DE7427820U

DE7427820U - Vacuum switchgear for high voltage

Info

Publication number: DE7427820U
Application number: DE7427820U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-08-15
Filing date: 1974-08-15
Publication date: 1976-12-16
Also published as: SE7508901L; JPS5145285A; CH580332A5; DE2439381A1

Description

Vakuumschaltgerät für KochspannungVacuum switchgear for cooking voltage

Es ist bereits bekannt, zur Schaffung eines Vakuumschaltgerätes für hohe Betriebsspannungen, z. B. 380 kV, mehrere Vak^umschaltgefäße elektrisch in Reihe zu schalten und gleichzeitig zu betätigen. Eine Reihenschaltung von Vakuumschalt^fäßen dieser Art kann in einen? geerdeten Behälter aus Metall angeordnet sein, der mit einen Isoliermittel gefüllt ist (DT-OS 1 465 082). Hierbei entsteht das Problem der gleichzeitigen Betätigung der Vakuumschaltgefäße und der Aufteilung der Betriebsspannung auf die in Reihe geschalteten Schaltgefäße.It is already known to create a vacuum switchgear for high operating voltages, e.g. B. 380 kV, several vacuum changeover vessels to be connected electrically in series and operated at the same time. A series connection of vacuum switching vessels this kind can in a? be arranged earthed container made of metal, which is filled with an insulating agent (DT-OS 1 465 082). This creates the problem of the simultaneous actuation of the vacuum switching vessels and the division of the Operating voltage on the switching vessels connected in series.

Die Erfindung befaßt sich mit einem Vakuumschaltgerät für Hochspannung mit wenigstens zwei in Reihe geschalteten Vakuumschaltgefäßen, die in einem geerdeten, mit einem Isoliermedium gefüllten Behälter aus Metall angeordnet sind und die durch eine Antriebsvorrichtung ein- und ausschaltbar sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die elektrische und mechanische Wirkungsweise des Schaltgerätes zu verbessern.The invention relates to a vacuum switchgear for high voltage with at least two vacuum switching vessels connected in series, which are grounded in one with an insulating medium filled containers made of metal are arranged and which can be switched on and off by a drive device. The invention The underlying task is to improve the electrical and mechanical operation of the switching device.

Gemäß der Erfindung enthält hierzu der Behälter zugleich mit den Schaltgefäßen die Antriebsvorrichtung sowie Steuerglieder zur gleichmäßigen Aufteilung der Spannung auf die So.haltgefäße. Als Steuerglieder eignen sich insbesondere Kondensatoren, Jedoch auch lineare oder nichtlineare Widerstände. Die Unterbringung des Antriebes in dem geerdeten Behälter hat den Vorteil, daß nur kurze mechanische Verbindungsglieder zwischen dem Antrieb und den Schaltgefäßen benötige werden und sich daher ein verhältnismäßig geringer Schaltverzug ergibt.According to the invention for this purpose the container contains the drive device and control elements for the switching vessels at the same time Even distribution of the tension between the holding vessels. Capacitors are particularly suitable as control elements, but linear or non-linear resistors are also suitable. The shelter the drive in the grounded container has the advantage that only short mechanical connecting links between the drive and the switching vessels are required and therefore there is a relatively low switching delay.

-2--2-

7427820 16.12.767427820 12/16/76

VPA 74/3784 - 2 -VPA 74/3784 - 2 -

Es ist vorteilhaft, die Antriebsvorrichtung innerhalb des Behälters gegenüber den auf Hochspannungspotential befindlichen Teilen durch eine geerdete Abschirmung zu trennen.It is advantageous to place the drive device inside the container opposite to those at high voltage potential Separate parts with a grounded shield.

In Weiterbildung der Erfindung kann in dem Behälter ferner ein Stromwandler und eine Synchron-Auslösevorrichtung untergebracht sein. Mit Hilfe des Stromwandlers kann ein Auslösesignal zur synchronen Schaltung der Schaltgefäße gewonnen werden. Für die synchrone Schaltung eignet sich insbesondere der an sich bekannte elektrodynamische Antrieb. Dieser besitzt bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit verhältnismäßig geringe Abmessungen und läßt sich deshalb in dem geerdeten Metallbehälter leicht unterbringen. Die zur Speisung des elektrodynamischen Antriebes benötigten Einrichtungen können dagegen außerhalb des Behälters angeordnet sein und können mit dem im Inneren befindlichen Antrieb durch elektrische Verbindungsleitungen verbunden sein.In a further development of the invention, the container can also a current transformer and a synchronous tripping device can be accommodated. With the help of the current transformer, a trip signal for the synchronous switching of the switching vessels. The is particularly suitable for synchronous switching known electrodynamic drive. This has relatively small dimensions at a high working speed and therefore can be easily accommodated in the grounded metal container. The one to feed the electrodynamic The drive required devices can, however, be arranged outside of the container and can with the inside located drive must be connected by electrical connecting cables.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to that shown in the figure Embodiment explained in more detail.

Die Figur zeigt ein Vakuumschaltgerät 1 für Hochspannung mit einem geerdeten Metallbehälter 2 und zwei in Reihe miteinander geschalteten Vakuumschaltgefäßen 3, die je ein bewegliches Schaltstück 4 und ein feststehendes Schaltstück 5 sowie einen Antriebsstößel 6 aufweisen. Parallel zu jedem Vakuumschaltgefäß 3 ist ein Kondensator 7 geschaltet, dessen Abmessungen etwa den Vakuumschaltgefäßen 3 entsprechen. Die Stromzu- and -abführung zu dem Vakuumschaltgerät 1 erfolgt durch Durchführungen 8 bzw. 9, die an den gegenüberliegenden Seiten des Metallbehälters 2 angeordnet sind, so daß sich eine im wesentlichen geradlinige Strombahn ergibt. Die beiden Vakuumschaltgefäße 3 sind im Abstand voneinander angeordnet und durch eine Stromschiene 10 miteinander verbunden, die als Primärwicklung eines Stromwandlers 11 dient. Die Sekundärwicklung 12 des Stromwandlers 11 ist konzentrisch zu der Stromschiene 10 angeordnet. The figure shows a vacuum switching device 1 for high voltage with a grounded metal container 2 and two vacuum switching vessels 3 connected in series, each with a movable Have switching piece 4 and a stationary switching piece 5 and a drive plunger 6. In parallel with every vacuum switching vessel 3, a capacitor 7 is connected, the dimensions of which correspond approximately to the vacuum switching vessels 3. The power supply -Discharge to the vacuum switching device 1 takes place through bushings 8 and 9, which are on the opposite sides of the metal container 2 are arranged so that there is a substantially rectilinear current path. The two vacuum switching vessels 3 are arranged at a distance from one another and connected to one another by a busbar 10, which acts as the primary winding a current transformer 11 is used. The secondary winding 12 of the current transformer 11 is arranged concentrically to the busbar 10.

7427820 16.12.767427820 12/16/76

• * · S Λ »Β · w - - ■• * · S Λ »Β · w - - ■

··· · ·* ·■■*··■■ : : VPA 74/3784 - 3 - ··· · · * · ■■ * ·· ■■:: VPA 74/3784 - 3 -

Zwischen den Vakuumschaltgefäßen 3 ist ferner eine elektrodynamisch wirkende Antriebsvorrichtung 13 angeordnet, die zwei Wicklungen 14 und 15 sowie eine mit einer Scheibe 16 versehene Schubstange 17 aufweist. Die Schubstange 17 steht über Antriebshebel 18 und 19 mit den Antriebsstößeln 6 der beiden Schaltgefäße 3 in Verbindung. Während der Antriebshebel 18 zwischen seinen Enden bei 20 gelagert ist, befindet sich die Lagerstelle 21 des Antriebshebels 19 in der Höhe der Stromschiene 10. Dadurch ist erreicht, daß bei Verschiebung der Schubstange 17 nach links beide Vakuumschaltgefäße 3 geöffnet und bei Verschiebung nach rechts geschlossen werden. Mit der Schubstange 17 ist noch eine als Kippfeder wirkende Druckfeder 22 verbunden, die dem Antriebsgestänge eine Vorspannung in die Endlagen vermittelt. In der Figur ist das Antriebsgestänge in einer mittleren Stellung zwischen der Einschaltstellung und der Ausschaltstellung dargestellt. Dementsprechend befindet sich die Scheibe 16 in der Mitte zwischen den Spulen 14 und 15_f während die Druckfeder 22 in der labilen Totpunktlage steht.Furthermore, an electrodynamically acting drive device 13 is arranged between the vacuum switching vessels 3 and has two windings 14 and 15 as well as a push rod 17 provided with a disk 16. The push rod 17 is connected to the drive tappets 6 of the two switching receptacles 3 via drive levers 18 and 19. While the drive lever 18 is mounted between its ends at 20, the bearing point 21 of the drive lever 19 is at the level of the busbar 10. This ensures that both vacuum switching vessels 3 are opened when the push rod 17 is moved to the left and closed when the push rod 17 is moved to the right . A compression spring 22 acting as a toggle spring is connected to the push rod 17 and provides the drive linkage with a preload in the end positions. In the figure, the drive linkage is shown in a middle position between the switch-on position and the switch-off position. Accordingly, the disk 16 is in the middle between the coils 14 and 15 _f while the compression spring 22 is in the unstable dead center position.

Durch eine gestrichelte Linie 23 ist angedeutet, daß die elektrodynamische Antriebsvorrichtung 13 gegenüber den anderen in dem Metallbehälter 2 befindlichen Teilen abgeschirmt ist. Durch die Abschirmung, die durch ein Gehäuse aus Metall oder aus einem leitfähig gemachten Gießharz oder auch durch ein Metallgitter gebildet sein kann, ragen die Antriebshebel 18 und 19 hindurch, welche die Verbindung der eigentlichen Antriebsvorrichtung 13 mit den Vakuumschaltgefäßen 3 bilden. Näheres über die Wirkungsweise elektrodynamischer Antriebsvorrichtungen kann beispielsweise der britischen Patentschrift 637 393 entnommen werden.A dashed line 23 indicates that the electrodynamic Drive device 13 is shielded from the other parts located in the metal container 2. Through the shielding, which is provided by a housing made of metal or a cast resin made conductive, or by a Metal grid can be formed, the drive levers 18 and 19 protrude through, which connect the actual drive device 13 form with the vacuum switching vessels 3. The British patent specification, for example, provides more information about the mode of operation of electrodynamic drive devices 637 393.

Der Metallbehälter 2 ist mit einem unter Druck stehenden Isoliergas, ζ. Β. Schwefelhexafluorid, gefüllt. Bei ausreichendem Druck des Gases in der Größenordnung von einigen Bar ist im Inneren des Metallgehäuses 2 die erforderliche Isolation zwischen spannungführenden und geerdeten Bauteilen sicher-The metal container 2 is with a pressurized insulating gas, ζ. Β. Sulfur hexafluoride, filled. With sufficient Pressure of the gas in the order of magnitude of a few bar is the required insulation inside the metal housing 2 between live and earthed components

-4--4-

7427820 16.12.767427820 12/16/76

: ^: .:....·'" ^: VPA 74/3784 ^:.: .... · ^'': VPA 74/3784

gestellt. Zugleich wird eine ausreichende Kontaktkraft zwischen den beweglichen Schaltstücken 4 und den feststehenden Schaltstücken 5 der Vakuumschaltgefäße 3 im eingeschalteten Zustand bereitgestellt. Zur Unterstützung der Kontaktkraft kann jedoch, wie dies in der Figur gezeigt ist, eine zusätzliche Druckfeder 22 vorgesehen sein.posed. At the same time, there is sufficient contact force between the movable contact pieces 4 and the fixed contact pieces 5 of the vacuum switching vessels 3 in the switched on State provided. To support the contact force, however, as shown in the figure, an additional Compression spring 22 may be provided.

Außerhalb des Metallbehälters 2 ist eine Kondensatorbatterie 24 angeordnet, in der die zum Betrieb der elektrodynamischen Antriebsvorrichtung 13 benötigte Energie gespeichert ist. Feiner ist ein Vorauslöser 25 vorhanden, der von dem Stromwandler 11 gesteuert wird. Die Kondensatorbatterie 24 und der Vorauslöser 25 können in einem gemeinsamen Gehäuse 26 angeordnet sein, das mit dem Metallbehälter 2 verbunden oder im Abstand von diesem angeordnet ist.Outside the metal container 2, a capacitor battery 24 is arranged, in which the operation of the electrodynamic Drive device 13 required energy is stored. There is also a pre-release 25 from the current transformer 11 is controlled. The capacitor bank 24 and the pre-release 25 can be arranged in a common housing 26, which is connected to the metal container 2 or at a distance is arranged by this.

Die elektrodynamische Antriebsvorrichtung 13 dient sowohl zum Einschalten als auch zum Ausschalten des Vakuumschaltgerätes Zum Einschalten wird mittels der Kondensatorbatterie 24 die Spule 14 mit einem Stoßstrom beaufschlagt, wodurch die Scheibe 16 abgestoßen und dadurch die Schubstange 17 nach rechts verschoben wird. Die Druckfeder 22 unterstützt diese Bewegung, nachdem sie ihre Totpunktstellung überschritten hat. Sie vergrößert dadurch die Kontaktkraft zwischen den Schaltstücken 4 und 5. Das Ausschalten geschieht nach Betätigung des Vorauslösers 25 in Abhängigkeit von dem Nulldurchgang des durch das Vakuumschaltgerät 1 fließenden Stromes selbsttätig durch Beaufschlagung der Spule 15 mit einem Strom aus der Kondensatorbatterie 24. Es findet daher eine synchrone Abschaltung statt, die im Netz keine nennenswerten Überspannungen hervorruft. Im gesamten Betrieb des Vakuumschaltgerätes 1 sorgen die Kondensatoren 7 für eine gleichmäßige Aufteilung der anliegenden Spannung auf die in Reihe geschalteten Vakuumschaltgefäße 3.The electrodynamic drive device 13 serves both to switch on and to switch off the vacuum switching device To switch on the coil 14 is acted upon by a surge current by means of the capacitor battery 24, whereby the disk 16 repelled and thereby the push rod 17 is displaced to the right. The compression spring 22 supports this movement, after it has passed its dead center position. This increases the contact force between the contact pieces 4 and 5. The switch-off happens after actuation of the pre-release 25 depending on the zero crossing of the through the Vacuum switching device 1 of the current flowing automatically by applying a current from the capacitor battery 24 to the coil 15. which does not cause any significant overvoltages in the network. During the entire operation of the vacuum switching device 1, the capacitors ensure 7 for an even distribution of the applied voltage to the vacuum switching vessels 3 connected in series.

Im Ausführungsbeispiel besitzt das Vakuumschaltgerät 1 zwei in Reihe geschaltete Schaltgefäße 3. Zur Anwendung bei höheren Betriebsspannungen können jedoch auch weitere Vakuumschalt-In the exemplary embodiment, the vacuum switching device 1 has two switching vessels 3 connected in series. For use with higher Operating voltages can, however, also contain other vacuum switching

7427820 16.1176.7427820 16.1176.

VPA 74/3784 - 5 -VPA 74/3784 - 5 -

gefäße in Reihenschaltung miteinander vorgesehen sein. Alle diese Schaltgefäße können entlang einer gemeinsamen Achse angeordnet sein. Es besxeht jedoch auch die Möglichkeit, axe gezeigte Anordnung zu verdoppeln, indem zwei weitere der aus je einem Vakuumschaltgefäß 3 und einem Kondensator 4 bestehenden Baugruppen symmetrisch zu einer elektrodynamischen Antriebsvorrichtung 13 derart angeordnet werden, daß die insgesamt vier Baugruppen gleichzeitig durch eine Antriebsvorrichtung betätigt werden können.vessels can be provided in series with one another. All of these switching vessels can be arranged along a common axis. However besxeht also the possibility of doubling arrangement shown ax by two more of the group consisting of a respective vacuum switching vessel 3 and a capacitor 4 modules are arranged symmetrically to an electrodynamic drive system 13 such that the total of four modules can be actuated simultaneously by a drive device .

4 Ansprüche
1 Figur4 claims
1 figure

7427820 16.12.767427820 12/16/76

Claims

VPA 74/3784 J7

1. Vacuum switchgear for high voltage with at least two in Series-connected vacuum switching vessels in a grounded metal container filled with an insulating medium are arranged and which can be switched on and off by a drive device, characterized in that the container (2) at the same time the drive device (13) and control elements (7) for the equal distribution of the voltage to the Contains vacuum switching vessels (3).

2. Vakuuiiischaltgerät according to claim 1, characterized in that that the drive device (13) within the container (2) opposite the parts located on high voltage potential (3, 7, 10) is separated by a grounded shield (23).

3. Vacuum switching device according to claim 1, characterized in that that a current transformer (11) for controlling a synchronous tripping device (25) is arranged in the container (2).

4. Vacuum switching device according to claim 1, characterized in that that the drive device is designed as an electrodynamically acting drive device (13).

7427820 16.12.767427820 12/16/76