DE916317C

DE916317C - Extra high voltage circuit breaker

Info

Publication number: DE916317C
Application number: DEP44257A
Authority: DE
Original assignee: Sachsenwerk Licht und Kraft AG
Current assignee: VEM Sachsenwerk GmbH
Priority date: 1949-05-29
Filing date: 1949-05-29
Publication date: 1954-08-09

Description

Hflchstspannungs-Leistungssrhalter Bei der Konstruktion von Höchstspannungsschaltern tritt erneut das Problem der Isolierung auf, das bei Schaltern für mittlere Spannungen durch Verwendung von Stützern und Durchführungen gelöst war. Die Übertragung der bekannten Bauweisen auf Höchstspannungsschalter führt baulich zu sehr großen und unförmigen Konstruktionen. Für die Porzellane und Armierungen ergeben sich Ausmaße, die in einem krassen Mißverhältnis zu der Größe der erforderlichen Schaltkontakte und deren Strombahnen stehen. Bei einem 44o kV-Säulenschalter z. B. beträgt die Stützerlänge gegen das Erdpotential 5 m und die Isolierungsabstände der beiden Leitungsanschlüsse nochmals 5 bis 6 m. Es ergeben sich also Schalterhöhen in der Größenordnung von io bis 12 m. Es ist dabei noch zu berücksichtigen, daß auch der Durchmesser der Porzellane entsprechend groß zu dimensionieren ist. Der Aufwand an solchen Porzellanen, deren Kosten sehr hoch sind, und der dazugehörigen Armierungen ist wirtschaftlich kaum noch zu vertreten.Extra High Voltage Power Switches In the construction of extra high voltage switches the problem of insulation occurs again, which is the case with switches for medium voltages was solved by using supports and bushings. The transfer of the known construction methods on high voltage switches leads structurally to very large and misshapen constructions. For the porcelains and reinforcements there are dimensions which is in a blatant disproportionate to the size of the switching contacts required and their current paths are up. With a 44o kV column switch z. B. is the Support length against the earth potential 5 m and the insulation distances between the two line connections again 5 to 6 m. This results in switch heights in the order of magnitude of io to 12 m. It must also be taken into account that the diameter of the Porcelain is to be dimensioned accordingly large. The expenditure on such porcelains the cost of which is very high and the associated reinforcement is economical hardly to be represented.

Noch größere Bedenken sind von seiten des Betriebes wegen der Unzugänglichkeit derartiger Mammutschalter zu erwarten. Es müssen große Krane oder Fahrtürme vorgesehen sein, um notwendige Überholungen und Reparaturen durchführen oder um Anschlüsse oder Schaltteile im Innern des Schalters nachsehen bzw. überprüfen zu können. Nicht nur die Anschaffungs-, sondern auch dieT-Interhaltungskosten sind also unverhältnismäßig hoch.Even greater concerns are on the part of the company because of the inaccessibility such a mammoth switch to be expected. Large cranes or towers must be provided be to perform necessary overhauls and repairs or to make connections or to be able to look up or check switching parts inside the switch. not only the purchase, but rather are also the T maintenance costs so disproportionately high.

Es muß daher das Bestreben des Konstrukteurs sein, auch für Höchstspannungen einen Schalter zu schaffen, dessen Teile leicht zugänglich sind und dessen Ausmaße und Eigengewicht sich in tragbaren Grenzen halten. Die bisher bekanntgewordenen Schalter entsprechen nicht diesen Forderungen.It must therefore be the endeavor of the designer, also for very high voltages to create a switch whose parts are easily accessible and whose dimensions and dead weight are kept within acceptable limits. The ones that have become known so far Switches do not meet these requirements.

Bei einer bekannten Schalterausführung sind mehrere, in Reihe geschaltete Unterbrechungsstellen in einem rohrförmigen Gehäuse untergebracht. Das Gehäuse besteht aus zwei gleich langen Isolierrohren, die in symmetrischer Anordnung von einem Stützisolator in waagerechter Lage getragen werden. Soll ein derartiger Schalter für Höchstspannungen Verwendung finden, so muß der Stützisolator und sein Fundament entsprechend große Ausmaße aufweisen. Eine Ausführung ohne Standstützer ist auch schon bekanntgeworden. Das feste Schaltstück dieses Schalters bildet eine mittels Kettenisolatoren an einem Traggerüst aufgehängte Schiene, an der, ebenfalls über Kettenisolatoren, eine zweite zum Tragen der Schalterteile und des Druckluftantriebes dienende Schiene hängt. Der nur mit einer Unterbrechungsstelle versehene Schalter und die Bestandteile des Antriebs, wie Windkessel, Ventile und deren Steuerelemente, Druckluftleitungen usw., stellen keine in sich geschlossene Baueinheit dar, die es erlauben würde, das gesamte Gebilde zwecks Vornahme von Reparaturen oder Überholungen zu senken und dann wieder zu heben, ohne hierzu umständliche und zeitraubende Vorkehrungen zu treffen. Es ist ferner bekannt, Leistungsschalter der Standstützerbauart auf einer erhöhten Traverse aufzustellen. Mittels eines Kettenantriebs oder ortsbeweglichen Hebezeuges kann die Traverse gesenkt werden.In a known switch design, several are connected in series Breakpoints housed in a tubular housing. The housing consists consisting of two insulating tubes of equal length, symmetrically arranged by a post insulator be carried in a horizontal position. Should such a switch for high voltages Find use, the post insulator and its foundation must be correspondingly large Have dimensions. A version without a support has also become known. The fixed contact of this switch is formed by means of chain insulators on one Support frame suspended rail on which, also via chain insulators, a second The rail used to carry the switch parts and the compressed air drive is hanging. The switch, which has only one break point, and the components of the Drive, such as air tanks, valves and their control elements, compressed air lines, etc., do not represent a self-contained unit that would allow the entire Lower the structure for repairs or overhauls and then again to lift without taking cumbersome and time-consuming precautions. It is also known circuit breakers of the standstützerbauart on an increased To set up the traverse. By means of a chain drive or mobile hoist the traverse can be lowered.

Die Erfindung macht zur Lösung der gestellten Aufgabe von dem Gedanken Gebrauch, Höchstspannungs-Leistungsschalter an Kettenisolatoren hängend anzuordnen. Erfindungsgemäß ist der in bekannter Weise als eine in sich abgeschlossene, in waagerechter Richtung sich erstreckende Baueinheit ausgebildete Schalter mittels einer mit einem Abspamimast bzw. Gerüst verbundenen Hebevorrichtung als Verbindungsglied zwischen die ankommende und abgehende Leitung einfügbar. An den Enden des Schalters sind vorzugsweise verstellbare Einschlagkontakte angebracht, die beim Einbringen des Schalters in die Betriebsstellung selbsttätig die Verbindung mit den z. B. an den Abspannketten der Leitungen befestigten Gegenkontakten herstellen.The invention makes the idea of solving the problem posed Use to hang high voltage circuit breakers on chain insulators. According to the invention, the is in a known manner as a self-contained, in the horizontal Direction extending assembly formed switch by means of a with a Abspamimast or scaffolding connected lifting device as a connecting link between the incoming and outgoing line can be inserted. At the ends of the switch are preferably adjustable impact contacts attached, which when introducing the Switch in the operating position automatically connects to the z. B. to the Establish tensioning chains of the cables with attached mating contacts.

Für den Schalter selbst ist also kein Fundament mehr erforderlich. Er wird von dem für die Abspannung der Freileitungen sowieso vorhandenen Mast bzw. Gerüst getragen. Es entfällt somit auch die Notwendigkeit, sowohl für seine Isolierung gegen Erdpotential als auch für die Isolierung der Schalterpole überdimensionale Porzellanstützer zu verwenden. Es ergeben sich darüber hinaus noch eine Reihe weiterer Vorteile, die bei der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, aus dem im übrigen noch zusätzliche Erfindungsmerkmale hervorgehen, zur Sprache kommen.A foundation is no longer required for the switch itself. It is supported by the mast or pole that is already present for the tensioning of the overhead lines. Scaffolding carried. It also eliminates the need for both its isolation against earth potential as well as for the isolation of the switch poles oversized Porcelain support to use. There are also a number of others Advantages in the following description of an exemplary embodiment which incidentally still emerge additional features of the invention, come up for discussion.

Abb. i zeigt den Aufriß des Schalters und seiner Tragkonstruktion und Abb.2 eine Seitenansicht.Fig. I shows the front view of the switch and its supporting structure and Fig.2 is a side view.

Mit i ist der Schalter, mit :2 der als Portal ausgeführte Abspannmast, mit 3 und q. sind die Freileitungen und mit 5 und 6 deren Abspannketten bezeichnet. Der Schalter ist an den Kettenisolatoren 7 aufgehängt, die an der Traverse 8 befestigt sind. Das Seil 9 der Winde io, die selbstverständlich motorisch betrieben werden kann, ist mit der Traverse 8 verbunden. Ein Gegengewicht i i erleichtert das Ein- und Ausfahren des Schalters. Der Antrieb des Schalters erfolgt über die aus Isoliermaterial bestehende Welle 12, die in den Vierkant 13 ausläuft. Mit 14 ist die Isolierumkleidung der Antriebswelle bezeichnet. Zu beiden Seiten des Schalters befinden sich verstellbare Kontaktarme 15 und 16, deren Doppelkugelkontakte 17 und 18 über die am unteren Ende der Abspannketten angebrachten Gegenkontakte i9 und 2o greifen.With i is the switch, with: 2 the guy mast designed as a portal, with 3 and q. are the overhead lines and with 5 and 6 their guy chains. The switch is suspended from the chain insulators 7, which are attached to the cross member 8 are. The rope 9 of the winch io, which of course is operated by a motor is connected to the traverse 8. A counterweight i i makes it easier to and extending the switch. The switch is driven by the insulating material existing shaft 12 which ends in the square 13. At 14 is the insulating jacket the drive shaft. There are adjustable ones on either side of the switch Contact arms 15 and 16, their double ball contacts 17 and 18 over the one at the lower end The mating contacts i9 and 2o attached to the anchoring chains grip.

Das Einfügen des Schalters als Verbindungsglied zwischen die beiden Freileitungen geht folgendermaßen vor sich: Der Schalter wird zweckmäßig mittels eines Schienenwagens 21 unter das Portal gefahren und an die herabgelassenen Kettenisolatoren gehängt. Die Hebevorrichtung kann nun in Betrieb gesetzt werden. Mittels an sich bekannter Schaltungen kann sie so gesteuert werden, daß der Schalter am Schluß des Hubweges mit Langsamfahrt in die Betriebsstellung gebracht wird. Führungsgabeln 22 sorgen für die Einführung des Schalters in die richtige Lage. Gleichzeitig ist durch die Gabeln auch die Gewähr gegeben, daß die Antriebswelle 12 sich selbsttätig mit dem Schaltergetriebe 23 durch Einführung des Vierkants 13 in den Kupplungsteil 24 kuppelt, ferner daß die Kontaktverbindungen mit den Freileitungen ordnungsgemäß zustande kommen. In der Endstellung werden durch z. B. an der Traverse 8 angebrachte Steuerkontakte die Kommandowege für den Schalterantrieb freigegeben.Inserting the switch as a link between the two Overhead lines proceed as follows: The switch is expediently by means of a rail car 21 driven under the portal and to the lowered chain insulators hanged. The lifting device can now be put into operation. Means in itself known circuits it can be controlled so that the switch at the end of the Stroke is brought into the operating position with slow travel. Guide forks 22 ensure that the switch is in the correct position. At the same time is the forks also ensure that the drive shaft 12 is automatic with the switch gear 23 by introducing the square 13 into the coupling part 24 couples, furthermore that the contact connections with the overhead lines are correct occurrence. In the end position, z. B. attached to the traverse 8 Control contacts enable the command paths for the switch drive.

In Abb.3 ist im vergrößerten Maßstab eine Kontaktstelle in Draufsicht dargestellt. Sie zeigt die verdrehungsfreie Aufhängung der als Lasche ausgebildeten Gegenkontakte i9 bzw. 2o, die von den Kugelkontakten 17 bzw. 18 umfaßt werden. Die Kontaktstellen sind durch Schirme 25 gegen gröbste Witterungseinflüsse geschützt.In Fig.3 is a contact point in a plan view on an enlarged scale shown. It shows the torsion-free suspension of the brackets Counter contacts i9 and 2o, which are encompassed by the ball contacts 17 and 18, respectively. the Contact points are protected against the worst weather conditions by screens 25.

Diese neuartige hängende Montage des Schalters wird erleichtert durch die Benutzung eines weiteren Erfindungsmerkmales. Zur Erzielung einer Höchstspannungsleistung kommt das an sich bekannte Prinzip der Mehrfachunterbrechung zur Anwendung. Das erfindungsgemäße Merkmal besteht darin, daß sich der Schalter aus mehreren elektrisch und mechanisch in sich geschlossenen Schaltelementen 26 zusammensetzt, die elektrisch in Reihe geschaltet und mechanisch in Form eines Trägers zusammengefügt sind. Der Träger wird von Isolatoren 27 gebildet, die durch Fassungen 28 (Abb. 2), an die die Schaltelemente anflanschbar sind, miteinander verbunden sind. Vorteilhaft wird in die Schaltelemente die bewährte Löschkammer der sogenannten Ölströmungsbauart eingebaut. Die Strömungsschalter zeichnen sich bekanntlich durch geringen technischen Aufwand, einfache und zuverlässige Konstruktion bei trotzdem großer Leistungsfähigkeit aus. Der Antrieb des beweglichen Schaltstiftes der Löschkammer kann über eine aus zwei Hebeln bestehende Geradführung erfolgen. Die Antriebshebel sind an die ebenfalls aus Isoliermaterial hergestellten Schalterwellen 29 angelenkt. Die Betätigung aller Schalterstellen kann durch einen Elektromagnet 30 bewerkstelligt werden. Der Magnetanker ist, wie in Abb. 2 rechts angedeutet, mit einem Hebel verbunden, der über das Kegelradpaar 31 (Abb. i) die Antriebswelle 12 in Drehung versetzt. Die einzelnen Schaltelemente sind durch Außenleiter 32 nach dem aus Abb. 4 ersichtlichen Schema miteinander verbunden. Zur Dämpfung von Spannungsstößen sind die beiden Vorstufenwi.derstände 33 vorgesehen, deren Steuerung nicht mehr wie bisher durch besondere Vorkontakte zu erfolgen braucht, sondern dank der Eigenart des erfindungsgemäßen Schalters von den parallel zu ihnen liegenden Kontakten. Diese werden etwas früher geöffnet als die anderen Kontakte. Es genügt hierzu eine geringe Veränderung des Elektrodenabstandes der beiden Schaltelemente.This novel hanging mounting of the switch is facilitated by the use of a further feature of the invention. The principle of multiple interruptions, which is known per se, is used to achieve maximum voltage output. The feature according to the invention is that the switch is composed of a plurality of electrically and mechanically self-contained switching elements 26 which are electrically connected in series and mechanically joined together in the form of a carrier. The carrier is formed by insulators 27 which are connected to one another by sockets 28 (Fig. 2) to which the switching elements can be flange-mounted. The proven extinguishing chamber of the so-called oil flow design is advantageously built into the switching elements. As is well known, the flow switches are characterized by low technical complexity, simple and reliable construction with nevertheless high performance. The movable switching pin of the arcing chamber can be driven by a straight guide consisting of two levers. The drive levers are hinged to the switch shafts 29, which are also made of insulating material. All switch positions can be actuated by means of an electromagnet 30 . As indicated on the right in Fig. 2, the magnet armature is connected to a lever which sets the drive shaft 12 in rotation via the bevel gear pair 31 (Fig. I). The individual switching elements are connected to one another by outer conductors 32 according to the scheme shown in FIG. To dampen voltage surges, the two pre-stage resistors 33 are provided, the control of which no longer needs to be done by special pre-contacts, as was previously the case, but, thanks to the nature of the switch according to the invention, by the contacts lying parallel to them. These are opened a little earlier than the other contacts. A slight change in the electrode spacing of the two switching elements is sufficient for this.

Gewährt die besondere Art der Montage des Schalters schon eine erleichterte Zugänglichkeit, so wird durch die Verwendung von Schaltelementen diese noch weiter erhöht. Die einzelnen Schaltelemente können leicht überprüft und gegebenenfalls ohne großen Arbeitsaufwand ausgewechselt werden. Beschädigungen des Schalters, z. B. durch elektrische oder mechanische Überbeanspruchung, ziehen nicht die Gesamtheit des Schalters in Mitleidenschaft, sondern beschränken sich auf einzelne Schaltelemente. Die Serienschaltung der Schaltelemente gestattet es, die Schaltspannung in weiten Grenzen durch Hinzufügung weiterer Schaltelemente beliebig zu erhöhen.The special type of installation of the switch makes it easier Accessibility is enhanced by the use of switching elements elevated. The individual switching elements can easily be checked and if necessary can be replaced with little effort. Damage to the switch, e.g. B. by electrical or mechanical overload, do not pull the whole of the switch are affected, but are limited to individual switching elements. The series connection of the switching elements allows the switching voltage to be increased The limits can be increased as required by adding further switching elements.

Die Vorteile des neuen Schalters sind damit aber noch nicht erschöpft. Beim Ein- und Ausfahren des Schalters brauchen die Anschlußleitungen nicht gelöst zu ' werden, noch ist es notwendig, sie spannungslos zu machen. Es erübrigt sich also der sonst zu jedem Leistungsschalter gehörende Trennschalter. Ebenso kann auf den Sammelschienentrennschalter des Abzweigs verzichtet werden, da durch Senken der Schaltbrücke dessen Funktion, nämlich Herstellung einer sichtbaren Trennstrecke, erfüllt wird. Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, daß sich die gesamte Leitungsführung geradlinig und ohne Einknickung nach unten gestaltet.The advantages of the new switch are not exhausted. When moving the switch in and out, the connecting cables do not need to be loosened to ', nor is it necessary to de-energize them. There is no need that is, the isolating switch that otherwise belongs to every circuit breaker. Likewise can on the busbar disconnector of the feeder can be dispensed with because it is lowered the function of the switching bridge, namely the creation of a visible isolating distance, is fulfilled. Finally, it should be noted that the entire line routing straight and designed without kinking downwards.

Claims

PATENT CLAIMS: i. High-voltage circuit breaker suspended from chain insulators, characterized in that the switch, designed in a known manner as a self-contained unit extending in the horizontal direction, can be inserted as a connecting link between the incoming and outgoing line by means of a lifting device connected to a guy mast or scaffolding .

2. extra-high voltage circuit breaker according to claim i, characterized characterized in that preferably adjustable impact contacts at the ends of the switch are attached which automatically when the switch is brought into the operating position the connection with the z. B. mating contacts attached to the guy chains of the lines produce.

3. Extra high voltage circuit breaker according to claim i and 2, characterized by designing the switch according to the principle of multiple interruptions.

4. Extra high voltage circuit breaker according to claim 3, characterized in that the switch consists of several electrical and mechanically self-contained switching elements that are electrically in Are connected in series and arranged on a common carrier.

5. Extra high voltage circuit breaker according to claim 4, characterized in that the carrier is formed by insulators by sockets to which the switching elements can be flange-mounted, with one another are connected.

6. extra-high voltage circuit breaker according to claim 4 and 5, characterized characterized in that a quenching chamber of the so-called oil flow type in the switching element is built in.

7. Extra high voltage circuit breaker according to claim 4 to 6, characterized in that the drive of the movable switching pin of the arcing chamber takes place via a straight guide consisting of two levers. B. extra-high voltage circuit breaker according to claim i to 7, characterized in that the switch is equipped with an automatic clutch for the switch drive. Cited pamphlets: German Patent Nos. 285 876, 594 569, 670 816; U.S. Patent No. 1,696,573.