EP1332537A1 - Aufnahmeeinrichtung für schaltröhren von leistungsschalteranlagen - Google Patents

Aufnahmeeinrichtung für schaltröhren von leistungsschalteranlagen

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Publication number
EP1332537A1
EP1332537A1 EP01993964A EP01993964A EP1332537A1 EP 1332537 A1 EP1332537 A1 EP 1332537A1 EP 01993964 A EP01993964 A EP 01993964A EP 01993964 A EP01993964 A EP 01993964A EP 1332537 A1 EP1332537 A1 EP 1332537A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sig
insulating housing
shell
sre
shaped insulating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01993964A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Opitz
Norbert Steinemer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1332537A1 publication Critical patent/EP1332537A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/0354—Gas-insulated switchgear comprising a vacuum switch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • H01H2033/6665—Details concerning the mounting or supporting of the individual vacuum bottles

Definitions

  • the invention relates to a. Receiving device for switching tubes of circuit breaker systems, in particular vacuum switching tubes for medium-voltage switchgear, with a shell-shaped insulating housing that encloses the switching tubes up to their front side, the insulating housing being provided on the rear with fastening webs for fixing the position.
  • a receiving device for switching tubes (SRE) of circuit breaker systems of the type defined at the outset is known from US Pat. No. 4,449,021.
  • the one-piece receiving device suitable here for receiving three vacuum holding tubes essentially serves to electrically isolate the switching tubes from one another, the switching tubes being completely enclosed by the insulating walls of the receiving device except for their respective front sides.
  • the switching tubes are each fixed in position on one side by a screw fastening in the upper end region of the receiving device, while the lower end region of the receiving device provides a through-hole for each switching tube through which the
  • the pick-up device with the three switching tubes is part of a movable slide-in cart with which the switching contacts can be moved into the state and be brought into the disconnected state by moving them out of the system.
  • the receiving device itself is firmly connected to the slide-in cart by an insulating frame. 5
  • the object on which the invention is based is to define the receiving device for such switching tubes, in particular for vacuum switching tubes of medium-voltage switchgear, in such a way that, in addition to a sufficient insulation effect,
  • the shell-shaped insulating housing is made of a combination of thin-walled insulating struts, thick-walled
  • the shell-shaped insulating housing is made in one piece
  • the shell-shaped insulating housing is provided in the upper and in the lower end area with an upward and downward open contour
  • the upper and lower enclosing contours are designed in such a way that an upper and a lower cooling and fastening fitting of the switching tube is accommodated
  • the function of insulating and supporting the switching tubes is achieved in a compact manner by means of a component with which the mechanical stresses occurring during switching are also carried .
  • the design of the insulating housing in one piece takes this requirement into account in a special way.
  • the cooling fittings thereof which are present under these electrical loads can be used in a particularly advantageous manner.
  • the support device of the shell-shaped insulating housing is trapezoidally tapered in the rearward extension of the support struts
  • the support device has an upper and a lower fastening strut, respectively.
  • the upper and lower fastening struts of the shell-shaped insulating housing are each provided by two fastening struts arranged approximately parallel to one another.
  • the shell-shaped insulating housing is made of pressed material, preferably of polyester resin, manufactured, before.
  • the shell-shaped insulating housing f-S- £ G is provided separately for each switching tube.
  • FIG. 1 shows the shell-shaped insulating housing SIG in a side view in longitudinal section, in which the switching tube SRE with its upper and lower cooling and fastening fittings KAo and KAu is received.
  • the shell-shaped insulating housing SIG essentially consists of the thin-walled insulating struts IST and the thick-walled supporting struts TRS, which are screw-fastened together by the upper and lower fastening struts Bso, BSu in the area of the rear wall RWD of the circuit breaker system (not shown in more detail).
  • the end areas of the shell-shaped insulating housing SIG are open to the outside and to the inside with their upper and lower enclosing contours.
  • the direction of action of the switch drive SAN is indicated by the horizontally arranged double arrow, while the double arrow pointing in the vertical direction shows the actuation of the movable contact part, not shown, within the switching tube SRE.
  • the cut contours of the shell-shaped insulating housing SIG and those of the upper and lower cooling and fastening fittings KAo, KAu are shown transparently.
  • FIG. 2 illustrates a top view of the shell-shaped insulating housing with the essential components of the thin-walled insulating struts IST, the thick-walled supporting struts TRS and the support device SER tapering towards the rear area.
  • the dash-dotted lines indicate the detachable screw fastening of the switch tube SRE with the shell-shaped insulating housing SIG (Fig.l) and its screw fastening with the rear wall RWD (Fig.l) of the circuit breaker system, which is also only shown in Fig.l.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren (SRE) von Leistungsschalteranlagen, insbesondere von Vakuumschaltröhren für Mittelspannungsschaltanlagen, mit einem schalenförmigen Isoliergehäuse (SIG), dass die Schaltröhren (SRE) bis auf deren Frontseite umschließt, wobei das Isoliergehäuse (SIG) mit rückseitig angeordneten Befestigungsstegen zur Lagefixierung versehen ist. Das schalenförmige Isoliergehäuse (SIG) ist aus einer Kombination von dünnwandigen Isolierstreben (IST), dickwandigen Tragstreben (TRS) und einer im rückwärtigen Bereich vorgesehenen Stützeinrichtung (SER) gebildet; das schalenförmige Isoliergehäuse (SIG) ist einstückig ausgebildet und im oberen und im unteren Endbereich mit einer nach oben und nach unten offenen Umschließungskontur (UKo, UKu) versehen, die derart gestaltet sind, dass eine obere und eine untere Kühl- und Befestigungsarmatur (KAo, KAu) der Schaltröhre (SRE) aufgenommen und diese in der Ebene der axialen Krafteinwirkung (EAK) am schalenförmigen Isoliergehäuse (SIG) befestigt sind. Derartige Aufnahmeeinrichtungen für Schaltröhren werden im Zusammenhang mit Leistungsschalteranlagen zur Energieversorgung und -verteilung eingesetzt.

Description

Beschreibung
Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren von Leistungsschalteranlagen
Die Erfindung betrifft eine. Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren von Leistungsschalteranlagen, insbesondere von Vakuum- schaltröhren für Mittelspannungsschaltanlagen, mit einem schalenformigen Isoliergehäuse, dass die Schaltröhren bis auf deren Frontseite umschließt, wobei das Isoliergehäuse mit rückseitig angeordneten Befestigungsstegen zur Lagefixierung versehen ist.
Eine Aufnahmeeinrichtung für Schaltrδhren (SRE) von Leis- tungsschalteranlagen der eingangs definierten Art ist durch die Patentschrift US 4,449,021 bekannt. Die hier zur Aufnahme von drei Vakuumsehaltröhren geeignete einstückige Aufnahmeeinrichtung dient im wesentlichen der elektrischen Isolierung der Schaltröhren untereinander, wobei die Schaltröhren bis auf ihre jeweilige Frontseite von den Isolierwänden der Auf- nahmeeinrichtung gänzlich umschlossen sind. Die Schaltröhren sind jeweils einseitig durch eine Schraubbefestigung im oberen Endbereich der Aufnähmeeinrichtung lagefixiert, während der untere Endbereich der Aufnahmeeinrichtung für jede Schaltrδhre eine Durchführungsbohrung vorsieht, durch die der
Antrieb für die jeweilige Schaltröhre wirksam gesteuert werden kann. Desweiteren sind für die einzelnen Schaltröhren im oberen und im unteren Endbereich der Aufnahmeeinrichtung jeweils obere und untere Schaltkontakte schraubbefestigt. Die Aufnahmeeinrichtung mit den drei Schaltröhren ist Bestandteil eines verfahrbaren Einschubwagens, mit dem die Schaltkontakte durch Einfahren in die Anlage in den Betriebs- zustand und durch Herausfahren derselben aus der Anlage in den Trennzustand gebracht werden.
Die Aufnahmeeinrichtung selbst ist mit dem Einschubwagen durch einen Isolierrahmen fest verbunden. 5
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Aufnahmeeinrichtung für derartige Schaltröhren, insbesondere für Vakuumschaltröhren von Mittelspannungsschaltanlagen, so zu definieren, dass neben einer ausreichenden Isolationswir-
•10 kung auch die mechanischen Belastungen bei der Betätigung der Schaltröhren im oberen Leistungsbereich der Mittelspannungs- schaltanlagen von der Auf ahmeeinrichtung schadlos aufgenommen werden, wobei insbesondere unter Einhaltung der elektrischen und mechanischen Bedingungen ein kompakter Aufbau bei
15 minimiertem Werkstoffeinsatz der Schaltanlagen insgesamt sichergestellt ist. Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale
1.1 das schalenformige Isoliergehäuse ist aus einer Kombination von dünnwandigen Isolierstreben, dickwandigen
20 Tragstreben und einer im rückwärtigen Bereich vorgesehenen Stützeinrichtung gebildet,
1.2 das schalenformige Isoliergehäuse ist einstückig ausgebildet,
1.3 das schalenformige Isoliergehäuse ist im oberen und im 25 unteren Endbereich mit einer nach oben und nach unten offenen Umschließungskontur versehen,
1.4 die obere und die untere Umschließungskontur sind derart gestaltet, dass eine obere und eine untere Kühl - und Befestigungsarmatur der Schaltröhre aufgenommen ist,
30 1.5 die obere und die untere Kühl- und Befestigungsarmatur der Schaltröhre sind in der Ebene der axialen Kraftein- Wirkung der-'-'SβfoaXan- am schalenformigen Isoliergehäuse befestigt, erreicht.
Mit der Ausgestaltung des schalenformigen Isoliergehäuses aus der Kombination von dünnwandigen Isolierstreben und dickwan- digen Tragstreben ist erreicht, das die Funktion des Isolie- rens und des Tragens der Schaltröhren kompakt durch ein Bauteil erreicht ist, mit dem auch die beim Schalten auftretenden mechanischen Beanspruchungen getragen werden. Die Ausgestaltung des Isoliergehäuses in einem Stück trägt dieser For- derung in besonderer Weise Rechnung. Mit der im oberen und im unteren Endbereich des Isoliergehäuses nach oben und nach unten offenen Umschließungskontur ist gleichzeitig die Möglichkeit geschaffen, die Schaltröhren in diesen Bereichen praktisch an beiden Enden mechanisch in dem schalenformigen Iso- liergehäuse lagezufixieren und somit die axialen Krafteinwirkungen beim Schalten der Schaltröhren vollständig aufzunehmen .
Als Befestigungsarmatur für die Schaltröhren sind hier in besonders vorteilhafter Weise die bei diesen elektrischen Be- lastungen vorhandenen Kühlarmaturen derselben mitzubenutzen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Merkmale
2.1 die Stützeinrichtung des schalenformigen Isoliergehäuses ist in rückwärtiger Verlängerung der Tragstreben trapezförmig verjüngt,
2.2 die Stützeinrichtung weist jeweils eine obere und eine untere Befestigungsstrebe auf, vorgesehen. Mit der in rückwärtiger Verlängerung der Tragstreben vorgesehenen trapezförmigen Verjüngung der Stützeinrichtung mit ihrer oberen und unteren Befestigungsstrebe ist in einfacher Weise die Forderung nach einer kompakten Bauform erreicht. Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Merkmal
3.1 die obere und die untere Befestigungsstrebe des schalen- förmigen Isoliergehäuses sind durch jeweils zwei annähernd parallel nebeneinander angeordnete, Befestigungsstreben realisiert, vorgesehen.
Damit sind auch die Forderungen zu größerer mechanischer Be- lastbarkeit erfüllt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht das Merkmal
4 . 1 das schalenformige Isoliergehäuse ist aus Pressstoff , vorzugsweise aus Polyesterharz , hergestellt, vor.
Damit sind die Vorteile einer kostengünstigen Fertigung verbunden mit einer ausreichenden elektrischen Isolierung er- füllt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist mit dem Merkmal
5.1 das schalenformige Isoliergehäuse f-S-£G ist für jede Schaltröhre separat vorgesehen, erreicht .
Die mechanischen Belastungen beim Schalten sind somit auf die Auswirkungen durch eine Schaltröhre begrenzt, so dass im Fehlerfall auch nur ein Isoliergehäuse auszuwechseln ist. Gleichzeitig sind dadurch variable Polmittenabstände für die Schaltröhren realisiert, so daß Kriechströme zwischen den benachbarten Schaltröhren sicher verhindert sind. Die Erfindung ist durch ein in zwei Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert, das die erfindungsgemäße Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren in den zwei technischen Ansichten - der Seitenansicht Fig. 1 und der Draufsicht Fig. 2 - zeigt.
Die Figur 1 stellt das schalenformige Isoliergehäuse SIG in der Seitenansicht im Längsschnitt dar, in das die Schaltröhre SRE mit ihrer oberen und ihrer unteren Kühl- und Befesti- gungsarmatur KAo und KAu aufgenommen ist. Wie zu erkennen ist, besteht das schalenformige Isoliergehäuse SIG im wesentlichen aus den dünnwandigen Isolierstrebeben IST und den dickwandigen Tragstreben TRS, die gemeinsam durch die obere und untere Befestigungsstrebe Bso, BSu im Bereich der Rück- wand RWD der nicht näher dargestellten Leistungsschalteranlage schraubbefestigt sind.
Zur besseren Wärmeabfuhr sind die Endbereiche des schalenformigen Isoliergehäuses SIG mit ihrer oberen und unteren Umschließungskontur nach außen und nach innen hin geöffnet. Mit dem waagerecht angeordneten Doppelpfeil ist die Wirkrichtung des Schalterantriebes SAN angedeutet, während der in senkrechter Richtung weisende Doppelpfeil das Betätigen des nicht dargestellten beweglichen Kontaktteiles innerhalb der Schaltröhre SRE erkennen lässt. Zum besseren Verständnis sind die Schnittkonturen des schalenformigen Isoliergehäuses SIG und die der oberen und unteren Kühl - und Befestigungsarmatur KAo, KAu durchsichtig dargestellt.
Die Figur 2 verdeutlicht in der Draufsicht das schalenformige Isoliergehäuse mit den wesentlichen Bestandteilen der dünnwandigen Isolierstreben IST, der dickwandigen Tragstreben TRS und der sich zum rückwärtigen Bereich hin trapezförmig verjüngenden Stützeinrichtung SER. Die nur in Teilbereichen sichtbaren Konturen der Schaltröhre SRE werden von der oberen Kühl - und Befestigungsarmatur KAo begrenzt. Mit den strichpunktierten Linien sind die lösbaren Schraubbefestigung der Schaltröhre SRE mit dem schalenformigen Isoliergehäuse SIG (Fig.l) sowie deren Schraubbefestigung mit der ebenfalls nur in Fig.l dargestellten Rückwand RWD (Fig.l) der Leistungsschalteranlage angedeutet .
Bezugszeichenliste
BSo obere Befestigungsstrebe
BSu untere Befestigungsstrebe
EAK Ebene axialer Krafteinwirkung
IST Isolierstrebe
KAo obere Kühl- und Befestigungsarmatur
KAu untere Kühl- und Befestigungsarmatur
RWD Rückwand
SAN Schalterantrieb
SER Stützeinrichtung
SIG schalenformiges Isoliergehäuse
SRE Schaltröhre
TRS Tragstrebe
UKo obere Umschließungskontur
Uku untere Umschließungskontur

Claims

Patentansprüche
1. Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren (SRE) von Leistungs- schalteranlagen, insbesondere von Vakuumschaltröhren für Mittelspannungsschaltanlagen, mit einem schalenformigen Isoliergehäuse (SIG) , dass die Schaltröhren (SRE) bis auf deren Frontseite umschließt, wobei das Isoliergehäuse (SIG) mit rückseitig angeordneten Befestigungsstegen zur Lagefixierung versehen ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale
1.1 das schalenformige Isoliergehäuse (SIG) ist aus einer Kombination von dünnwandigen Isolierstreben (IST) , dickwandigen Tragstreben (TRS) und einer im rückwärtigen Bereich vorgesehenen Stützeinrichtung (SER) gebildet,
1.2 das schalenformige Isoliergehäuse (SIG) ist einstückig ausgebildet,
1.3 das schalenformige Isoliergehäuse (SIG) ist im oberen und im unteren Endbereich mit einer nach oben und nach unten offenen Umschließungskontur (UKo, UKu) versehen,
1.4 die obere und die untere Umschließungskontur (UKo, UKu) sind derart gestaltet, dass eine obere und eine untere Kühl - und Befestigungsarmatur (KAo, KAu) der Schaltröhre (SRE) aufgenommen ist, 1.5 die obere und die untere Kühl- und Befestigungsarmatur (KAo, KAu) der Schaltröhre (SRE) sind in der Ebene der axialen Krafteinwirkung (EAK) der S-efeaie» am schalenformigen Isoliergehäuse (SIG) befestigt.
2. Aufnahmeeinrichtung für Schaltrδhren (SRE) von Leistungsschalteranlagen nach Patentanspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale
2.1 die Stützeinrichtung (SER) des schalenformigen Isoliergehäuses (SIG) ist in rückwärtiger Verlängerung der Tragstreben (TRS) trapezförmig verjüngt,
2.2 die Stützeinrichtung (SER) weist jeweils eine obere und eine untere Befestigungsstrebe (BSo. BSu) auf.
3. Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren (SRE) von Leistungsschalteranlagen nach Patentanspruch 2 g e k e n n z e i c h n e t d u r c h das Merkmal 3.1 die obere und die untere Befestigungsstrebe (BSo, BSu) des schalenformigen Isoliergehäuses (SIG) sind durch jeweils zwei annähernd parallel nebeneinander angeordnete, Befestigungsstreben realisiert.
4. Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren (SRE) von Leistungsschalteranlagen nach einem der vorangegangenen Patentansprüche 1 bis 3, g e k e n n z e i c h n e t du r c h das Merkmal 4.1 das schalenformige Isoliergehäuse (SIG) ist aus Press- stoff, vorzugsweise aus galsfaserverstärktem Polyesterharz, hergestellt.
5. Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren (SRE) von Leistungsschalteranlagen nach einem der vorangegangen Patentansprüche 1 bis 4, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h das Merkmal 5.1 das schalenformige Isoliergehäuse (SIG) ist für jede Schaltröhre (SRE) separat vorgesehen.
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