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Hochspannungsschaltanlage in Zellenbauweise Neuzeitliche Fertigungsverfahren
in den verschiedenartigsten Zweigen der Industrie stellen in immer erhöhtem Maße
die Forderung nach durQhlaufendem Betrieb. Selbst kurzfristige Unterbrechungen der
Energiezufuhr sind unzulässig, vielfach im Hinblick darauf, daß selbst bei kurzen
Stillständen das in Bearbeitung befindliche Gut in seinen Eigenschaften so leidet,
daß es unbrauchbar wird. Aus den sich hieraus ergebenden Folgerungen beschäftigt
sich die Erfindung mit einem Sonderfall, nämlich der Instandhaltung der Hochspannungsschaltanlage.
Die Überlegungen gehen dabei von einer Schaltanlage in Zellenbauweise mit Mehrfachsammelschienen
aus.
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An sich scheint die Instandhaltung solcher Anlagen keine besonderen
Schwierigkeiten zu bieten. Die Ausrüstung der Anlage mit Doppelsammelschienen scheint
zunächst die Möglichkeit zu bieten, die Abzweige von der instandzuhaltenden Sammelschiene
abzulegen und auf die zweite Schiene zu legen, so daß man dann die Sammelschienen
des abgelegten Systems und die zugehörigen Trennschalter nachsehen kann. In Wirklichkeit
liegen die Dinge aber wesentlich ungünstiger, wie an Hand der Fig. i erläutert werden
soll. In der Schaltzelle i ist der Leistungsschalter z zusammen mit den beiden Trennschaltern
3 und 4 untergebracht. Oberhalb der Lichtbogenschutzdecke 5 liegen die beiden Sammelschienensysteme
6 und 7, die mit den Trennschaltern 3 und 4 über die Durchführungen 8 und g verbunden
sind. Der Abzweig liegt am System 7. Der Trennschalter 4 ist also geschlossen, der
Trennschalter 3 dagegen offen. Män könnte nun annehmen, daß es ein leichtes sein
müßte, die Kontakte des offenen Trennschalters 3 und das Sammelschienensystem 6
zu überprüfen. Daß dies jedoch nicht ohne weiteres gefahrlos möglich ist, erkennt
man aus dem Spannungsfeld, das schraffiert eingezeichnet ist. Es ist allgemein üblich,
den Ausschlag des Trennschaltermessers io nur so groß zu wählen, wie es im Hinblick
auf den einzuhaltenden Spannungsabstand (entsprechend der 3,3fachen Nennspannung
-[- 2o kV) erforderlich ist. Würde man nämlich den Schwenkarm io noch weiter ausschlagen
lassen; so würde
sein Spannungsfeld offensichtlich über die Zellenbegrenzung
hinausreichen, d. h. man müßte die Zelle entsprechend größer bauen. Infolgedessen
geht man aus verständlichen wirtschaftlichen Überlegungen mit dem Ausschlag des
Trennschalterarmes io nur so weit, daß gegenüber dem festen Kontakt ii gerade der
vorgeschriebene Abstand bleibt. Wenn man sich jetzt v(-@rstellt, daß der Schaltwärter
den Trennschalterkontakt ii reinigen will, so sieht man, daß er das eigentlich gar
nicht kann, ohne in das Spannungsfeld des Schwenkarmes io hineinzugreifen. Er bleibt
also dadurch gefährdet, daß der Trennschalter 3 mit dem Trennschalter 4 in Spannungsverbindung
steht. Aber auch die Überprüfung des Sammelschienensystems 6 ist gefahrlos nur dann
möglich, wenn besondere Vorsichtsmaßnahmen getroffen sind. Sonst kann es sehr leicht
vorkommen, daß der Wärter in der Schaltwarte, der ja seine einzelnen Schaltstellen
nicht übersehen kann, durch seine Fernsteuerung einen Einschaltbefehl auf den Trennschalter
3 gibt und dadurch das Sammelschienensystem 6 unter Spannung setzt.
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Es läßt sich aber nicht umgehen, daß gerade den Trennschalterkontakten
eine sehr hohe Aufmerksamkeit geschenkt wird, denn über sie fließt die gesamte Leistung
des Abzweiges. Wenn sich ihr Zustand verschlechtert, so leidet darunter die Energiezufuhr
zu dem Verbraucher dieses Abzweiges. Zur sicheren Nachprüfung des Trennschalterzustandes
etwa den Leistungsschalter 2 auszuschalten, scheidet deswegen aus, weil voraussetzungsgemäß
durchlaufender Betrieb gesichert sein soll, bei dem man also nicht ganze Abzweige
stillsetzen kann, nur um L'berwachungsmaßnahinen an den Trennschaltern durchzuführen.
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Man wird also unter den gegebenen Voraussetzungen nach ganz neuen
Wegen suchen müssen, um die Betriebssicherheit der Anlage mit einer unbedingt sicheren
Überwachung zu vereinigen, selbst wenn man dabei einen höheren Aufwand an Mitteln
in Kauf nehmen müßte, als es bei der bisherigen Zellenbauweise nötig ist. Der erhöhte
Aufwand wird durch die Sicherheit des Betriebes und die persönliche Sicherheit der
mit der Durchführung des Betriebes Betrauten mehr als aufgewogen.
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Die Erfindung löst die eben erläuterten Aufgaben durch eine Einrichtung,
die es erlaubt, die Spannungsfelder zu unterteilen und dadurch Einflußfelder zu
schaffen, die voneinander unabhängig sind. Es kann dann, ohne daß Schäden entstehen
können, der eine Teil des Wirkungsfeldes des Trennungsschalters unter Spannung stehen,
sofern nur der zweite Teil des Wirkungsfeldes spannungsfrei ist, also ungefährdet
überprüft werden kann.
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Bereits früher wurden -einschiebbare Schutzbleche, Rollwände usw.
für ungefährdetes Arbeiten in Hochspannungsanlagen vorgeschlagen. Dabei handelte
es sich jedoch immer darum, den gesamten Spannungsbereich eines Anlagenteiles abzuriegeln,
während bei der Anordnung gemäß der Erfindung vom gesamten Spannungsbereich mir
ein Teil abgeschnitten wird, um unefährdetes Arbeiten zu ermöglichen, während die
Spannungsgefährdung des anderen Teils, weil nun unschädlich, bestehen bleibt.
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Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß die Lufttrennstrecke
des Trennschalters so weit vergrößert ist, daß bei mitten zwischen die Schaltstücke
vorzugsweise waagerecht eingeschobener Schutzwand deren Abstand von jedem der beiden
Schaltstücke mindestens der dreifachen zulässigen Betriebsspannung des Trennschalters
entspricht.
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Auch früher hat man schon in Schaltzellen einschiebbare Tafeln verwendet,
um bei Arbeiten am Kabeltrennschalter ein unbeabsichtigtes Einlegen des Trennschalters
zu verhindern. Hierbei konnte jedoch und sollte auch nicht irgendein spannungsfreier
Bereich abgegrenzt «-erden, noch waren die erforderlichen Sicherheitsabstände von
den zunächst gelegenen Spannungspunkten eingehalten, noch wirkte die Verriegelung
derart, daß sie in den beiden Betriebszonen wirksam geworden wäre. Es handelt sich
hier also um eine für ihre Zwecke an sich brauchbare Anordnung, die jedoch den durch
die Erfindung zu erfüllenden Ansprüchen in keiner .Weise genügen konnte.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt.
Es sind wieder Trennschalter mit Schwenkarmen angenommen, jedoch ändert sich an
den grundsätzlichen Überlegungen nichts, wenn die Schwenktrennschalter durch Schubtrennschalter
ersetzt sind. Abweichend von der in Fig. i dargestellten Bauform schlagen die Schwenkarme
io bei der neuen Bauform nicht nur um etwa .15 °, sondern um 9o ° aus, stehen also
im Ausführungsbeispiel waagerecht. Zur Unterteilung des Wirkungsfeldes der Trennschalter
dienen Schutzwände ii, die durch einen schmalen Spalt in dem Schutzgitter 12 eingeschoben
werden können, ehe man diese Schutzgitter öffnet. Es sei an dieser Stelle bemerkt,
daß die eingangs dargelegten Gedankengänge auch insofern zu einer Änderung der Schaltzellenbauweise
führen, als die Schutzwände 12 nach Fig. i, die bisher nur etwa in Manneshöhe (2
m) reichten, jetzt viel höher hinaufgezogen werden müssen. Sie reichen so hoch,
daß auch bei Arbeiten von der Leiter aus keine spannungführenden Teile willkürlich
oder unwillkürlich berührt werden können. Der auf der Leiter dargestellte Schaltwärter
soll zurr Vergleich der einzelnen Maße dienen.
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Es sei zunächst der Betriebszustand nach Fig. 2 besprochen. Der Leistungsschalter
2 und die Trennschalter 3 und 4 sind geöffnet, die
Schutzwand ii
ist eingeschoben. An gefährlichen Spannungsfeldern ist bei dieser Anordnung das
des Systems 7 vorhanden, das wieder durch Schraffur kenntlich gemacht ist. Dieses
Spannungsfeld ist jetzt für den Schalterwärter unbedingt ungefährlich; denn es ist
in der Mitte des Trennschalters 4 abgeriegelt, so daß der Schaltwärter ohne Bedenken
die Trennschalterkontakte nachsehen kann. Es sind aber nicht nur die Kontakte des
beweglichen Trennarmes zu überprüfen, sondern auch die feststehenden und die Sammelschiene.
Hierüber ist aus der Fig. 3 weiteres zu ersehen. Das System 6 steht unter Spannung,
da der Leistungsschalter 2 und der Trennschalter 3 eingeschaltet sind. Die rechte
Schutzwand ii ist eingeschoben. Der Teil =2E des Schutzgitters ist geschlossen und
lediglich der obere Teil geöffnet, so daß der Schalterwärter jetzt Zugang zu den
feststehenden Kontakten des Trennschalters 4 hat. Die Überprüfungsarbeit ist völlig
ungefährlich. Das gleiche gilt für Instandsetzungsarbeiten am Sammelschienensystem
7, da auch hier das Spannungsfeld unbedingt sicher abgeriegelt ist.
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Die Fig. 2 zeigt den Fall, daß Instandsetzungsarbeiten an einem abgeschalteten
Abzweig vorgenommen werden müssen, während mindestens eins der Sammelschienensysteme
unter Spannung bleibt. Es wäre naturgemäß der Fall denkbar, daß neben dem System
7 gleichzeitig auch das System 6 unter Spannung steht. In beiden Fällen können die
Trennschalterarme der Trennschalter 3 und 4 sicher geprüft werden. Fig. 3 behandelt
den zweiten Fall, daß der Abzweig als solcher an einem Sammelschienensystem bleiben
muß. Hier können die festen Trennschalterkontakte und die Sammelschienen des einen
Systems ebenfalls völlig gefahrlos instand gesetzt werden. Damit wird aber ein wesentlicher
Schritt zur Lösung der Aufgabe getan, Energieleiter und Schaltstellen für durchlaufenden
Betrieb ständig im Zustande bester Betriebssicherheit zu erhalten.