EP0110008A2 - Sicherungsanschlusseinrichtung für gekapselte Mittelspannungsschaltanlagen - Google Patents

Sicherungsanschlusseinrichtung für gekapselte Mittelspannungsschaltanlagen Download PDF

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EP0110008A2
EP0110008A2 EP83107016A EP83107016A EP0110008A2 EP 0110008 A2 EP0110008 A2 EP 0110008A2 EP 83107016 A EP83107016 A EP 83107016A EP 83107016 A EP83107016 A EP 83107016A EP 0110008 A2 EP0110008 A2 EP 0110008A2
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cartridge
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H2085/0225—Means for preventing discharge, e.g. corona ring

Definitions

  • the invention relates to a fuse connection device for encapsulated medium-voltage switchgear assemblies according to the preamble of claim 1.
  • a switchgear is considered short-circuit proof if both its thermal and dynamic strength as well as the breaking capacity of the circuit breakers and fuses meet the maximum stress.
  • There are two ways to do this either adapt the system to the full short-circuit power of the network or limit the short-circuit power by suitable means in the system. For economic reasons, the latter route is preferred.
  • One of these means is the high-voltage, high-performance fuse cartridge (HH fuse), which interrupts the short-circuit current before it has reached its maximum. The short-circuit current thus only affects the downstream system parts.
  • the inclusion of the vacuum fuse in the plug connection requires a relatively complex construction, especially when all the requirements have to be met. Apart from that, the known disadvantages of vacuum securing cannot be overlooked. This can lead to overvoltages in particularly critical cases. In addition, the vacuum fuse is not able to switch off small residual currents. It does not have a current-limiting effect.
  • the invention is based on the object of providing a fuse connection device for encapsulated medium-voltage switchgear which allows an HV HRC cartridge to be incorporated into the system with simple and few means in such a way that the fuse cartridge can be easily replaced.
  • HV HRC cartridge with only two connecting parts can be used between a gas-insulated switchgear and a cable end.
  • connection technology With the aid of the connection technology according to the invention, it is possible to use the HV fuse cartridges used in conventional switchgear assemblies even in gas-insulated switchgear assemblies while maintaining previous safety requirements.
  • the removable stopper advantageously allows the trigger pin of the fuse cartridge to be observed to determine whether the fuse has responded (claim 5).
  • a bushing 3 is used in the wall 2 of a switchgear 1.
  • the implementation has the task of supplying a cable conductor 4 from the interior of the switchgear to an HV HRC cartridge 7.
  • An angled connector 5 serves as the connecting part between the bushing and the fuse cartridge.
  • This angled connector has a conical opening on the system side, which allows the angled connector to be plugged onto the bushing in the connection area has a corresponding outer cone with the angle connector.
  • the securing side of the angle connector has a recess 6, into which one end of the securing cartridge is inserted. The other end of the fuse cartridge is inserted into a recess 8 of a straight connector 10.
  • the two recesses 6 and 8 are such that the contact caps 19 of the fuse cartridge are completely enclosed by the connecting pieces. Only the porcelain body 16 of the fuse cartridge can thus be seen between the two connecting pieces.
  • the straight connector has a recess for a cable end 9 on the side opposite the securing side.
  • Fig. 3 shows a special embodiment of the angle connector 5.
  • This has an interior 12 which has three openings 13, 15 and 17 to the outside.
  • the opening 13 is designed in the shape of an inner cone such that the outer cone 14 of the bushing 3 can be inserted into this opening.
  • the cable conductor 4 in the bushing is connected at the end inside the interior with a tab 20, which is supported on the inner edges of the angle connector and is then fixed with a screw connection.
  • the tab serves the connection between the cable conductor and the contact cap 19 of the fuse cartridge.
  • the second opening 15 is used to receive the fuse cartridge, which is inserted so far into the angle connector that the contact cap is located inside the interior.
  • the live parts of the fuse cartridge are now completely encapsulated.
  • the angle connector is made of a rubber-elastic material and encloses the porcelain body 16 of the fuse cartridge, so that a good seal is achieved at this point.
  • the third opening 17 finally serves the receptacle of a removable plug 18.
  • the opening of the release pin 21 can be viewed through this opening, ie it can easily be checked at any time whether the fuse has tripped.
  • the angle connector 5 is coated on the outside with a conductive coating 23.
  • This covering is grounded at a suitable point.
  • the interior is provided with a corresponding conductive covering 24, which is live.
  • a metal tube 22 is provided which connects the connecting pieces receiving the fuse cartridge 7 to one another. This metal tube is arranged at a distance around the fuse, the ends of the metal tube contacting the conductive outer coverings 23, so that the entire structure is continuously grounded.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherungsanschlußeinrichtung für gekapselte Mittelspannungsschaltanlagen. Hierbei stellt sich das Problem, Hochspannungssicherungen in eine gasisolierte Anlage einzubeziehen. Die Lösung sieht vor, die Enden einer HH-Sicherungspatrone (7) in zwei Anschlußstücke (5,10 bzw. 5,11) einzuschieben und das eine Anschlußstück (5) auf eine mit einer Schaltanlage (1) verbundene Durchführung (3) aufzustecken und das andere Anschlußstück (10 bzw. 11) mit einer Ausnehmung zu versehen, so daß ein Kabelende (9) angeschlossen werden kann. Die Erfindung wird hauptsächlich angewandt bei SF6-Schaltanlagen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sicherungsanschlußeinrichtung für gekapselte Mittelspannungsschaltanlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine Schaltanlage gilt dann als kurzschlußsicher, wenn sowohl ihre thermische und dynamische Festigkeit als auch das Ausschaltvermögen der Leistungsschalter und Sicherungen der maximalen Beanspruchung genügen. Man kann hierbei zwei Wege beschreiten, entweder die Anlage der vollen Kurzschlußleistung des Netzes anpassen oder aber die Kurzschlußleistung durch geeignete Mittel in der Anlage begrenzen. Hierbei gibt man aus wirtschaftlichen Gründen dem letzteren Weg den Vorzug. Eines dieser Mittel ist die Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherungspatrone (HH-Sicherung), die den Kurzschlußstrom unterbricht, bevor er sein Maximum erreicht hat. Damit wirkt sich der Kurzschlußstrom nur auf die nachgeschalteten Anlagenteile aus.
  • In einer gekapselten, mit einem Isoliergas gefüllten Schaltanlage besteht nun das Problem der Einbeziehung der HH-Sicherungen in die Anlage. Eine Unterbringung der HH-Sicherungen in der mit Gas gefüllten Anlage scheidet aus, da ein Auswechseln der Sicherungen in der Praxis unmöglich erscheint.
  • Bei einer Isolierung in konventioneller Weise, z.B. durch Isolierstoff, treten die in Iso_gekapselten Anlagen bekannten Probleme auf, die darin bestehen, daß es bisher nicht gelungen ist, die von einem zum anderen spannungsführenden Teil bestehenden Kriechwege im Luft-Kunststoffmedium in befriedigender Weise zu beherrschen. Gerade diese Probleme sollten aber bei der gasisolierten Technik gar nicht erst auftreten.
  • Es ist bereits bekannt, die Sicherungen gekapselter Mittelspannungsanlagen in eine Steckverbindung einzubeziehen (DE-OS 28 22 773). Hierbei handelt es sich um eine Vakuumsicherung in einem Isolierrohr, das kriechstromfest mit einem scheibenförmigen, gerippten Isolierkörper verbunden ist, der zwischen den Flanschen der beiden Steckerteile eingesetzt ist. Der gerippte Isolierkörper macht es erforderlich, beiden Steckerteilen die gleiche Konfiguration wie beim Isolierkörper zu geben. Um nun eine möglichst fugenfreie Verbindung zu erreichen, ist nicht nur eine elastische Ausführung der Steckerteile notwendig, sondern auch eine Zusammenpressung des Isolierkörpers mit den Flanschen der Steckerteile durch eine Schraubverbindung. Die Aufnahme der Vakuumsicherung in die Steckverbindung macht eine verhältnismäßig aufwendige Konstruktion erforderlich, zumal dann,wenn alle gestellten Forderungen erfüllt werden müssen. Ganz abgesehen davon, können die bisher bekanten Nachteile einer Vakuumsicherung nicht übersehen werden. So kann es in besonders kritischen Fällen zu Überspannungen kommen. Außerdem ist die Vakuumsicherung nicht in der Lage, kleine Restströme abzuschalten. Eine strombegrenzende Wirkung geht von ihr nicht aus.
  • Der Erfindung liegtcaher die Aufgabe zugrunde, eine Sicherungsanschlußeinrichtung für gekapselte Mittelspannungsschaltanlagen zu schaffen, die es gestattet, eine HH-Sicherungspatrone mit einfachen und wenigen Mitteln derart in die Anlage einzubeziehen, daß ein leichtes Auswechseln der Sicherungspatrone möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen konstruktiven Maßnahmen gelöst.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß eine HH-Sicherungspatrone mit nur zwei Anschlußteilen zwischen einer gasisolierten Schaltanlage und einem Kabelende eingesetzt werden kann. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anschlußtechnik ist es möglich, die in konventionellen Schaltanlagen verwendeten HH-Sicherungspatronen auch in gasisolierten Schaltanlagen unter Beibehaltung bisheriger Sicherheitsanforderungen einzusetzen.
  • Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des Gegenstandes nach Anspruch 1 sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Von Vorteil ist es, die Anschlußteile nicht nur in Form von Winkelanschlußäücken auszuführen, sondern auch in Form von geraden Anschlußstücken (Anspruch 2 und 3). Damit ist es möglich, den Kabelabgang den jeweiligen Erfordernissen anzupassen.
  • Durch die Verwendung eines gummielastischen Werkstoffes für die Anschlußstücke läßt sich das Problem einer soliden und dichten Halterung der Sicherungspatronen vorteilhafterweise lösen (Anspruch 4).
  • Die Elastizität dieses Werkstoffes bewirkt, daß sich die Anschlußstücke saugend um den Porzellankörper der HH-Sicherungspatrone legen, so daß in der Fuge zwischen den Anschlußstücken und dem Porzellankörper elektrische Durchschläge vermieden werden. Das gleiche gilt für die Fuge zwischen dem Winkelanschlußstück und der Durchführung.
  • Zudem läßt der herausnehmbare Stopfen es vorteilhafterweise zu, den Auslösestift der Sicherungspatrone zu beobachten, um festzustellen, ob die Sicherung angesprochen hat (Anspruch 5).
  • Aus Sicherheitsgründen ist es von Vorteil, alle Außenflächen der Anschlußstücke mit einem geerdeten Belag zu versehen (Anspruch 8).
  • Um keine hohen Feldstärken zu erzeugen, erscheint es zweckmäßig, den Innenraum der Anschlußstücke durch einen entsprechenden spannungsführenden Belag zu steuern (Anspruch 9).
  • Wenn man die geerdeten Beläge von zwei Anschlußstücken noch durch ein die HH-Sicherungspatrone im Abstand umgebendes Metallrohr verbindet, so erhält man ein vollständig geerdetes Gehäuse, so daß überhaupt keine PEHLA-Probleme entstehen (Anspruch 10 und 11).
  • Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand der Zeichnungsfiguren 1-4 beschrieben. Dabei zeigt:
    • Fig. 1 eine Sicherungsanschlußeinrichtung mit einem Winkel-und einem geraden Anschlußstück, in Seitenansicht
    • Fig. 2 die Sicherungsanschlußeinrichtung mit zwei Winkel-Anschlußstücken, in Seitenansicht
    • Fig. 3 ein auf eine Durchführung der Schaltanlage aufgesetztes Winkelanschlußstück mit eingesetzter HH-Sicherungspatrone, in Seitenansicht
    • Fig. 4 ein auf die Durchführung der Schaltanlage eingesetztes Winkel-Anschlußstück, mit leitenden Belägen im inneren und äußeren Bereich, sowie mit eingesetzter HH-Sicherungspatrone, in Seitenansicht.
  • Nach Fig. 1 ist in der Wand 2 einer Schaltanlage 1 eine Durchführung 3 eingesetzt. Die Durchführung hat die Aufgabe, einen Kabelleiter 4 aus dem Inneren der Schaltanlage einer HH-Sicherungspatrone 7 zuzuführen. Als Anschlußteil zwischen der Durchführung und der Sicherungspatrone dient ein Winkelanschlußstück 5. Dieses Winkelanschlußstück besitzt zur Anlagenseite eine konusförmige Öffnung, die ein Aufstecken des Winkelanschlußstücks auf die Durchführung gestattet, die im Verbindungsbereich mit dem Winkelanschlußstück einen entsprechenden Außenkonus aufweist. Die Sicherungsseite des Winkelanschlußstücks besitzt eine Ausnehmung 6, in die ein Ende der Sicherungspatrone eingeschoben ist. Das andere Ende der Sicherungspatrone ist in eine Ausnehmung 8 eines geraden Anschlußstücks 10 eingeführt. Die beiden Ausnehmungen 6 und 8 sind so beschaffen, daß die Kontaktkappen 19 der Sicherungspatrone von den Anschlußstücken vollständig eingeschlossen sind. Zwischen beiden Anschlußstücken ist somit nur der Porzellankörper 16 der Sicherungspatrone zu sehen. Das gerade Anschlußstück hat an der zur Sicherungsseite entgegengesetzten Seite eine Ausnehmung für ein Kabelende 9.
  • In der Fig. 2 ist das gerade Anschlußstück 10 durch ein Winkel- anschlußstück 11 ersetzt. Alle anderen' Positionen sind unverändert.
  • Fig. 3 zeigt eine spezielle Ausführungsform des Winkelanschlußstückes 5. Dieses besitzt einen Innenraum 12, der drei Öffnungen 13, 15 und 17 nach außen hin aufweist. Die Öffnung 13 ist innenkonusförmig derart gestaltet, daß der Außenkonus 14 der Durchführung 3 in diese Öffnung einsteckbar ist. Um einen festen Sitz des Winkelanschlußstücks auf der Durchführung zu erreichen, ist der in der Durchführung befindliche Kabelleiter 4 am Ende innerhalb des Innenraumes mit einer Lasche 20 verbunden, die sich an den Innenkanten des Winkelanschlußstückes abstützt und anschließend mit einer Schraubverbindung festgesetzt ist. Die Lasche dient der Verbindung zwischen dem Kabelleiter und der Kontaktkappe 19 der Sicherungspatrone. Die zweite Öffnung 15 dient der Aufnahme der Sicherungspatrone, die soweit in das Winkelanschlußstück eingeschoben ist, daß die Kontaktkappe sich innerhalb des Innenraumes befindet. Damit sind die spannungsführenden Teile der Sicherungspatrone vollständig eingekapselt. Das Winkelanschlußstück ist aus einem gummielastischen Werkstoff hergestellt und umfaßt den Porzellankörper 16 der Sicherungspatrone saugend, so daß an dieser Stelle eine gute Dichtung erreicht wird. Die dritte Öffnung 17 schließlich dient der Aufnahme eines herausnehmbaren Stopfens 18. Durch diese Öffnung kann der Zustand des Auslösestiftes 21 in Augenschein genommen werden, d.h. es kann hier jederzeit leicht überprüft werden, ob die Sicherung angesprochen hat.
  • Nach Fig. 4 ist das Winkelanschlußstück 5 außen mit einem leitfähigen Belag 23 überzogen. Dieser Belag ist an geeigneter Stelle geerdet. Zur Vermeidung von zu hohen Feldstärken ist der Innenraum mit einem entsprechenden leitenden Belag 24 versehen, der spannungsführend ist. Zusätzlich ist es von Vorteil, wenn man ein Metallrohr 22 vorsieht, das die die Sicherungspatrone 7 aufnehmenden Anschlußstücke miteinander verbindet. Dieses Metallrohr ist im Abstand um die Sicherung angeordnet, wobei die Enden des Metallrohres die leitenden Außenbeläge 23 kontaktieren, so daß das gesamte Gebilde durchgehend geerdet ist.

Claims (12)

1. Sicherungsanschlußeinrichtung für gekapselte Mittelspannungsschaltanlagen, mit mindestens einer in der Wand der Schaltanlage eingesetzten Durchführung für einen herausgeführten Kabelleiter und mit einem Anschlußteil, das auf die Durchführung aufgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil eine Ausnehmung (6) aufweist, in welche eine HH-Sicherungspatrone (7) mit einem Ende eingeschoben ist und welche mit ihrem anderen Ende in die Ausnehmung (8) eines weiteren an ein Kabelende angeschlossenes Anschlußteil greift, und daß die Enden der HH-Sicherungspatrone mittels Kontaktelementen mit dem herausgeführten Kabelleiter (4) und dem Kabelende (9) verbunden sind.
2. Sicherungsanschlußeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil zwischen der Anlage (1) und der Sicherungspatrone (7) als Winkelanschlußstück (5) ausgebildet ist.
3. Sicherungsanschlußeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil zwischen der Sicherungspatrone (7) und dem Kabelende (9) als gerades (10) oder als winkelförmiges (11) Anschlußstück ausgebildet ist.
4. Sicherungsanschlußeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstücke (5, 10, 11) aus einem gummielastischen Werkstoff bestehen.
5. Sicherungsanschlußeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelanschlußstück (5) einen Innenraum (12) mit mehreren Öffnungen aufweist, von denen eine (13) derart konisch erweitert ist, daß sie auf den sich konisch verjüngenden Abschnitt (14) der Durchführung (3) aufsteckbar ist, daß eine weitere Öffnung (15) zur Aufnahme der Sicherungspatrone (7) vorgesehen ist, wobei das Winkelanschlußstück den Porzellankörper (16) der Sicherungspatrone dicht umschließt, und daß eine dritte Öffnung (17) gegenüber der konisch erweiterten Öffnung vorgesehen ist, die mit einem Stopfen (18) verschließbar ist.
6. Sicherungsanschlußeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (10, 11) einen Innenraum (12) mit zwei Öffnungen aufweist, in die einerseits ein Ende der Sicherungspatrone (7) und andererseits das Kabelende (9) eingeschoben ist.
7. Sicherungsanschlußeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelleiter (4) der Anlage (1) mit der Kontaktkappe (19) der Sicherungspatrone (7) durch ein als winkelförmige Lasche (20) ausgebildetes Kontaktelement verbunden ist, wobei die Lasche mit dem Kabelleiter verschraubt ist.
8. Sicherungsanschlußeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Außenflächen der Anschlußstücke (5, 10, 11) mit einem leitenden, auf Erdpotential liegenden Belag (23) versehen sind.
9. Sicherungsanschlußeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (12) der Anschlußstücke (5, 10, 11) mit einem leitenden, spannungsführenden Belag (24) versehen ist.
10. Sicherungsanschlußeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlußstücke (5, 10, bzw. 5,11) durch ein die Sicherungspatrone (7) im Abstand umgebendes, gegebenenfalls aus zwei Halbschalen bestehendes Metallrohr (22) verbunden sind.
11. Sicherungsanschlußeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstücke (5, 10 bzw. 5,11) im Verbindungsbereich mit dem Metallrohr (22) eine Zone aufweisen, in welcher die leitenden Beläge (23) mit dem Metallrohr in überlappender Verbindung stehen.
12. Sicherungsanschlußeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß beide Beläge (23, 24) aufgespritzt sind.
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