DE909595C - Zusammensetzbare Schaltmaschine fuer Hochspannung - Google Patents

Description

• Zusammensetzbare Schaltmaschine für Hochspannung Die Erfindung betrifft eine zusammensetzhare Schaltmaschine für Hochspannungen, und zwar für eine beliebige Anzahl von Sammelschienen.
• In gekapselten Schalteinheiten der in Deutschland üblichen Ausführungsformen hat man bisher listenmäßige Schalter und Meßwandler verwendet und durch eine Leitungsverbindung zwischen diesen Geräten den Stromweg hergestellt. Diese Art der Ausführung von gekapselten Geräten erschwert die Massenherstellung von Schaltmaschinen, da eine umfangreiche Einzelmontage der verschiedenen Geräte und eine Vielzahl von Leitungsverbindungen und Verschraubungen für die Herstellung des Stromweges erforderlich sind. Auch der benötigte Raum für das Gehäuse der Schaltmaschine wird durch Verwendung einzelner Geräte unverhältnismäßig groß. Jedes Gerät erfordert eine eigene Wartung und eine gelegentliche Kontrolle aller Leitungsverbindungen, die von Zeit zu Zeit nachgezogen werden müssen. Dazu- kommt noch, daß jedes der Geräte an einen besonderen Erzeugungsort hergestellt wird und daß beim Bau der Schaltmaschine um so mehr einzelne Werkstätten beschäftigt werden müssen, als einzelne Geräte vorhanden sind.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun zusammensetzbare Schaltmaschinen der eingangs erwähnten Art dadurch besonders vorteilhaft ausgestaltet, daß man ein kombiniertes Schalt- und Meßwandlergerät vorsieht, welches die Aufgaben. des Trennschalters, des Stromwandlers und des Spannungswandlers für Hand- oder Motorantrieb übernimmt. Der Stromwandler- und Trennschalterteil des Gerätes hat hierbei innerhalb weiter Nennstromstärkengrenzen gleiche Längenmaße. Die senkrecht stehende Grundplatte des kombinierten Gerätes hat vorteilhaft stirnseitig Wangen, welche Rollen zum Verfahren des gesamten Gerätes besitzen.
• In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt.
• Fig. i zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine ganze Schaltmaschine, Fig. 2 einen Schnitt durch das untere Bauelement einer anderen Ausführung einer Schaltmaschine; Fig.3 bringt den Grundriß zu Fig.2; Fig. 4. gibt eine Ausführungsform eines unteren Bauelementes wieder, in -welcher zwei Spannungswandler je Phase untergebracht sind; Fig.5 zeigt den in einem unteren Bauelement befindlichen verfahrbaren Wagen, der auf einer senkrechten Grundplatte die Wandler trägt; die Fig.6 und 7 bringen in Fig.6 ein neues Bauelement im Vergleich zu einem Bauelement nach Fig. 7, bei welchem die einzelnen Teile listenmäßig zusammengesetzt sind; Fig. 8 zeigt einen Grundriß zu Fig. 6 und Fig. 9 einen Grundriß zu Fig.7.
• Die Schaltmaschine i ist aus dem unteren Bauelement 2 und dem oberen Bauelement 3 zusammengesetzt. Die oberen Bauelemente 3 nehmen die Leistungsschalter @¢ mit angebautem Trennschalter 5 auf. Die Sammelschienen sind bei 6 angedeutet.
• Das untere Bauelement 2 nimmt in der den Boden bildenden Isolierkappe 7 die Kabelabgänge auf. Die Isolierkappe ist, wie punktiert angedeutet (vgl. Ziffer 8). um die Achse 9 herausschwenkbar. In dem unteren Bauelement 2 befindet sich das kombinierte Schalt- und Meßwandlergerät io. Dieses kombinierte Gerät i o besteht aus dem feststehenden Teil i i, der in der Zeichnung nur skizzenhaft angedeutet ist, und aus im Gehäuse 2 befestigten Schienen. Auf den Schienen des Teiles i i ist ein auf den Rollen 12 sitzender Wagen verfahrbar. Auf dem Wagen ist die senkrechte Grundplatte 13 befestigt, an welcher einerseits der Spannungswandler 14 und andererseits der Stromwandler 15 sitzt.
• Der Grundrahmen 13 dient also zur Aufnahme der Strom- und Spannungswandler. Seitlich von der Grundplatte 13 (vgI. Fig. 5) sind die 'Wangen 16 angeordnet, an denen die auf den Schienen des Teiles i i verfahrb@aren Räder 12 angebracht sind. Die Wangen 16 sind, wie man aus Fig. 5 u. a. ersieht, seitlich der drei Phasen des Wagengestelles angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, das kombinierte Gerät i o innerhalb der Kapselung des Bauelementes 2 der Schaltmaschine zu verschieben. Man kann daher die Stromwandleranschlüsse 17 unmittelbar als Trennschalter verwenden. Das Verschieben des kombinierten Gerätes erfolgt durch den Motor 18, der ebenfalls vom Grundrahmen 13 des kombinierten Gerätes getragen wird. Das Gerät kann aber auch durch ein Hebelgestänge von außerhalb der Kapselung bewegt werden, wobei eine Kupplung zwischen dem Gestängeantrieb und dem Gerät vorhanden sein muß, so daß das Gerät in ausgeschaltetem Zustand aus der Kapselung herausgefahren und wieder hereingefahren werden kann, ohne daß die Kupplung zwischen dem Gestänge und dem Gerät gelöst zu werden braucht (vgl. die bei i9 und 2o angedeuteten punktierten Stellungen des kombinierten Gerätes). Die sekundären Verbindungsleitungen der Strom- und Spannungswandler können entweder durch Schlaufen mit den festverlegten Leitungen innerhalb der Kapselung verbunden sein, oder sie können auch seitlich Schleifschienen besitzen, über welche die Hilfsleitungen in ein- und ausgeschaltetem Zustand des kombinierten Gerätes mit den festverlegten Leitungen in der Kapselung verbunden sind und nur beim Herausfahren des Gerätes aus der Kapselung unterbrochen werden. Das Gesagte gilt auch für die Zuführungsleitungen zum Antrieb des Motors 18. Befinden sich die Anschlußkontakte für die primäre Strombahn der Stromwandler im Zuge der Verbindungsleitung innerhalb der Schaltmaschine, dann dient das kombinierte Gerät gleichzeitig als Trennschalter, und zwar in eingeschaltetem Zustand. Sind dagegen die Anschlußkontakte für die primären Leitungen der Stromwandler außer Kontakt mit den Verbindungsleitungen (vgl. die Stellung 2o), jedoch noch innerhalb der Schaltmaschine, und von diesen Verbindungsleitungen mindestens in der Schlagweite für die betreffende Spannung entfernt, so dient das kombinierte Gerät als Trennschalter in ausgeschaltetem Zustand. Die Art der Gerätevereinigung gibt die Möglichkeit, neben den Stromwandlern je Phase ein oder zwei Satz Spannungswandler einzubauen (vgl. bei 21 und 22 in den Fig. a, 5, 6 und -). Die Darstellungen in den Fig. 6, 7, 8 und 9 veranschaulichen den Gewinn an Raum, Arbeit, Montage und Material bei Verwendung des erfindungsgemäßen kombinierten Trennschalter- und Meßwandlergerätes gegenüber der Verwendung von normalen listenmäßig geführten Meßwandlern, bei denen aber auch schon der primäre Stromleiter des Stromwandlers das Trennmesser bildet.
• Ein besonderes Merkmal des kombinierten Trennschalter- und Meßwandlergerätes ist der gegenüber den normalen listenmäßigen Einzelgeräten erzielbare geringe Phasenabstand, der z. B. für Spannungen bis 7,5 kV nur etwa 145 mm beträgt. Auch diese Notwendigkeit führt dazu, besondere Ausführungsformen der Strom- und Spannungswandler zu wählen. Die Vereinigung der Geräte und die anzustrebende Platzersparnis machten es notwendig, außer den Schaltstücken für die Trennmesser keine weiteren nach außen gehenden Verbindungsleitungen am Gehäuse vorzusehen. Alle diese Leitungen mußten innerhalb der geerdeten oder teilweise noch spannungführenden Umhüllungen des kombinierten Gerätes geführt werden.
• Während Fig. i einen Durchführungsstromwandl.er zeigt, bei dem die .Leitungsschiene gleichzeitig das Trennmesser bildet, zeigt Fig.2 für kleinere Ströme einen Durchführungsstromwandler 23. -Nach Fig. 2 befindet sich der Durchführungsstromw.andler 23 innerhalb eines Porzellangehäuses 2¢. Die Primärwicklung ist mit 2 5 bezeichnet. Diese umschließt eine Porzellankapsel 26, innerhalb welcher die Sekundär- Wicklungen des Wandle-; liegen, dessen drei Kerne bei 28 angedeutet sind, während .die Magnetbleche mit 29 bezeichnet sind. Bei dem Wandler nach Fig. i und a sind die Abstände zwischen den Schaltstücken der Trennmesser gleich. Die Kapsel a¢ ist ebenfalls an der Grundplatte 13 angebracht. Der geringe Phasenabstand zwischen den einzelnen Wandlern 30 ist in den Fig. 3 und 8 besonders deutlich veranschaulicht.
• Die Darstellungen in den Fig. 6 bis 9 zeigen den Gewinn an Raum, Arbeit, Montage ,und Material bei Verwendung eines kombinierten Trennschalter-und Meßwandlergerätes gegenüber der Verwendung von normalen, listenmäßig geführten Meßwandlern, bei denen aber auch schon der primäre Stromleiter des Stromwandlers das Trennmesser bildet.
• Werden die sekundären Hilfsleitungen zwischen den festverlegten Leitungen innerhalb der Schaltmaschine und dem kombinierten Schalt- .und Meßwandlergerät über bewegliche Leitungsschlaufen verbunden, so werden für die Verbindungen der Hilfsleitungen mit den festverlegten Leitungen vorzugsweise unverwechselbare Vielfachstecker verwendet. Für niedrige Stromstärken können Stromwandler mit einem Querlochporzellan zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung benutzt werden. Für die Isolierung zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung sind außer keramischem Material auch Isolierpreßstoffe verwendbar.
• Der Durchführungswandler besitzt an dem oberen bzw. an dem oberen und unteren Schlagweitenteil Öffnungen, die durch Metalldeckel abgeschlossen sind und die Verbindung zwischen Strom- und Spannungswandler herstellen. Am Schlagweitenteil können vorgezogene Wände angebracht sein, die gestatten, den in dem Gehäuse untergebrachten Spannungswandler zu befestigen. Für den Spannungswandler wird vorzugsweise eine Ausführung mit einem zweischenklig bewickelten Eisenkern gewählt, der gestattet, die Breitenabmessungen klein zu halten. Dieser Gesichtspunkt kann weiter dadurch unterstützt werden, daß die Gehäuseform eng der Form des Spannungswandlers folgt. Das Gehäuse des Spannungswandlers kann mit öl, Isolierflüssigkeit, Isoliergas oder Preßluft gefüllt sein. Wird das Gehäuse des Spannungswandlers aus Blech gebildet und mit öl gefüllt, so werden vorzugsweise die ebenen Gehäusewände für die Ausdehnung bZw. für die Zusammenziehung des Öls bei Temperaturschwankungen benutzt.
• Der Durchführungsstromwandler wird mit einem oder mehreren getrennten Kernen mit Sekundärwicklung versehen. Für höhere Stromstärken wird für den Durchführungswandler vorzugsweise eine Ausführung mit einem Schenkelkern benutzt, auf dem die Sekundärwicklungen auf zwei Schenkel verteilt sind. Es empfiehlt sich, die Sekundärwicklungen des Durchführungsstromwandlers an den Schmalseiten anzuordnen.
• Trägt der Durchführungsstromwandler an den Stirnseiten Schaltstücke, die als Trennmesser ausgebildet sind, so ist es vorteilhaft, die Schaltstücke so auszubilden, daß sie von außen befestigt bzw. gelöst werden können. Weiterhin wird die Anordnung so getroffen, daß auch die Primäranschlüsse der Stromwandler an den Schaltstücken von außen zu befestigen sind und im Schlagweitenteil liegen. Ferner werden die Schaltstücke mit einer Anschlußmöglichkeit für den Spannungswandler versehen. Die Verbindungsleitung vom Schaltstück zum Spannungswandler wird innerhalb des Stromwandlerschlagweitenteiles angeordnet. Es empfiehlt sich, an dem Schaltstürek des Durchführungsstromwandlers für den Durchführungswandler für niedrige Stromstärken einen Schutzwiderstand anzubringen. Die Schaltstücke werden vorzugsweise kittlos an dem Isolierteil des Durchführungswandlers befestigt. Der Innenraum des Schlagweitenteiles der Durchführungsstromwandler wird mit isolierendem und körnigem Füllmaterial gefüllt. Es ist ferner empfehlenswert, den Isolierkörper des Durchführungsstromwandlers an den Außenflächen, soweit diese von den Kernen mit Sekundärwicklungen verdeckt sind, zu metallisieren und zu erden. Auf mindestens einem Schaltstück des Durchführungswandlers wird eine Lüftungsschraube angebracht, Das kombinierte Schalt- und Meßwandlergerät wird vorzugsweise so ausgebildet, daß es selbst einen Trennschalter bzw. einen Teil des Trennschalters bildet. Das kombinierte Schalt- und Meßwandlergerät trägt ferner vorzugsweise Relais, Zähler oder Meßinstrumente, die gegen den Hochspannungsteil des Gerätes durch eine Schutzwand getrennt sind. Schließlich ist es vorteilhaft, die Anordnung so zu treffen, daß die oberen Gegenschaltstücke der Trennmesser von der Stromschiene innerhalb der Schaltmaschine getragen sind, während die unteren Gegenschaltstücke der Trennmesser auf der Isolierkappe angebracht sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Zusammensetzbare Schaltmaschine für Hochspannung für eine beliebige Anzahl von Samnielschien@en, gekennzeichnet durch ein kombiniertes Schalt- und Meßwandlergerät, das die Aufgaben .eines Trennschalters, Stromwandlers und Spannungswandlers für Hand- oder Motorantrieb übernimmt. z. Schaltmaschine wach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromwandler- und der Trennschalterteil des Gerätes innerhalb weiter Nennstromstärkengrenzen gleiche Längenmaße haben. 3. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht stehende Grundplatte des kombinierten Gerätes stirnseitig Wangen hat, welche Rollen zum Verfahren des gesamten Gerätes besitzt. q.. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundrahmen des kombinierten Gerätes einen Motorantrieb trägt zum Verfahren des Gerätes innerhalb der Kapselung des betreffenden Bauelementes der Schaltmaschine. 5. Schaltmiaschine nach Anspruch 4, dadurch ,gekennzeichnet, daß der Antrieb des kombinierten Gerätes von außen her erfolgt. 6. Schaltmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gestängeantrieb- eine Kupplung besitzt, die es möglich macht, das kombinierte Gerät in ausgeschaltetem Zustand ohne ein Lösen von Zwischengliedern aus der Kapselung herauszufahren und ohne ein Einsetzen von Verbindungsgliedern wieder in die Kapselung einzufahren. 7. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch ,gekennzeichnet, daß die sekundären Hilfsleitungen zwischen den festverlegten Leitungen innerhalb der Schaltmaschine und dem kombinierten Gerät über bewegliche Leitungsschlaufen verbunden sind. B. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch ,gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen zwischen dem kombinierten Gerät und den festverlegten Leitungen innerhalb der Schaltmaschine! seitlich über Schleifschienen geführt sind, welche eine Leitungsverbindung in eingeschaltetem und in ausgeschaltetem Zustand des kombinierten Gerätes herstellen und erst beim Ausfahren des Gerätes aus der Kapselung unterbrechen. 9. Schaltmaschine nach Anspruch i und dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der Hilfsleitungen. zwischen den festverlegten Leitungen innerhalb des Gerätes durch unverwechselbare Vielfachstecker herstellbar sind. i o. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchführungsstromwandler für niedere Nennstromstärken als Wickelwandler, für höhere Stromstärken hingegen als Stabwandler ausgebildet ist. i i. Schaltmaschine nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß Stromwandler für niedere Stromstärken als Isolierung zwischen Primär- und Sekundärwicklung ein Querlochporzellan aufweisen. 12. Schaltmaschine nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolierung zwischen Primär- und Sekundärwicklung keramisches Material bzw. Isolierpreßstoffe vorgesehen sind. 13. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchführungswandler an dem oberen bzw. an dem oberen und unteren Schlagweitenteil öffnungen besitzt, die durch Metalldeckel abgeschlossen sind und die Verbindung zwischen Strom- und Spannungswandler herstellen. 14. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß am Schlagweit.enteil vorgezogene Wände angebracht sind, welche gestatten, den in dem Gehäuse untergebrachten Spannungswandler zu befestigen. 15. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungswandler einen zweischenklig bewickelten Eisenkern hat, der gestattet, die Breitenabmessungen klein zu halten. 16. Schaltmaschine :nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des Gehäuses der Form des Spannungswandlers eng folgt. 17. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an den Durchführungsstromwandlevn je Phase ein oder zwei Spannungswandler ,angebracht sind. 18. Schaltmaschine mach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Spannungswandlers mit Öl, Isolierflüssigkeit, Isoliergas oder Preßluft gefüllt ist. 19. Schaltmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei Füllung des Spannungswandlergehäuses mit öl und Verwendung von Blech für das Gehäuse die ebenen Gehäusewände für die Ausdehnung bzw. für die Zusammenziehung des öls bei Temperaturschwankungen benutzt sind. 2o. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchführungsstromwandler mit einem oder mehreren getrennten Kernen mit Sekundärwicklung versehen ist. 21. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchführungswandler für höhere Stromstärken einen Schenkelkern besitzt, auf dem die Sekundärwicklungen auf zwei Schenkel verteilt sind. 22. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungen desburchführungsstro@mwandlers an den Schmalseiten angeordnet sind. 23. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchführungsstromwandler an den Stirnseiten. Schaltstücke, die als Trennmesser ausgebildet sind und als Trennmesser dienen, trägt. 2.1. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstücke von außen befestigbar bnv. lösbar sind. 25. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Primäranschlüsse der Stromwandler an den Schaltstücken ebenfalls von außen zu befestigen sind und im Schlagweitenteil liegen. 26. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstücke eine Anschlußmöglxchk eit für den Spannungswandler enthalten. 27. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung vom Schaltstück zum Spannungswandler innerhalb des StromwandIerschl.agweitenteiles liegt. 28. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß .an dem Schaltstück des Durchführungsstromwandlers für den Durchführungswandler für niedere Stromstärken ein Schutzwiderstand angeordnet ist. 29. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstücke kittlos an dem Isolierteil des Durchführungswandlers befestigt sind. 30. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Schlagweitenteiles für Durchführungsstromwandlermit isolierendem und körnigem Füllmaterial gefüllt ist. 31. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper des Durchführungsstromwandlers ,an den Außenflächen, soweit diese von den. Kernen mit Sekundärwicklungen verdeckt sind, metallisiert und geerdet ist. 32. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf mindestens einem Schaltstück des Durchführungswandlers eine Lüftungsschraube angebracht ist. 33. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät selbst als Trennschalter ausgebildet ist bzw. selbst einen Teil des Trennmessers bildet. 34. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die geerdete Grundplatte des kombinierten. Gerätes einen Antriebsmotor trägt. 35. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das kombinierte Gerät aus ,der Schaltmaschine herausfahrbar ist. 36. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das kombinierte Gerät betriebsfertig in die Schaltmaschine eingefahren ist. 37. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das kombinierte Gerät Relais, Zähler oder Meßinstrumente trägt, die gegen den Hochspannungsteil der Kombination durch eine Schutzwand getrennt sind. 38. Schaltmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Gegenschaltstücke der Trennmesser von der Stromschiene innerhalb der Schaltmaschine getragen sind, während die unteren Gegenschaltstücke der Trennmesser auf der Isolierkappe befestigt sind.