EP1569256A1 - Isoliertes Erderschaltgerät für gasisolierte Schaltanlagen - Google Patents

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EP1569256A1
EP1569256A1 EP04405117A EP04405117A EP1569256A1 EP 1569256 A1 EP1569256 A1 EP 1569256A1 EP 04405117 A EP04405117 A EP 04405117A EP 04405117 A EP04405117 A EP 04405117A EP 1569256 A1 EP1569256 A1 EP 1569256A1
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EP
European Patent Office
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earth
housing
contact
flange
measuring
Prior art date
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EP04405117A
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English (en)
French (fr)
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EP1569256B1 (de
Inventor
Christoph Schweizer
Diego Sologuren-Sanchez
Erwin Manz
Walter Holaus
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ABB Technology AG
Original Assignee
ABB Technology AG
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Publication date
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Priority to EP04405117A priority patent/EP1569256B1/de
Priority to JP2005043507A priority patent/JP4472552B2/ja
Priority to KR1020050015980A priority patent/KR101123223B1/ko
Priority to CN200510051682XA priority patent/CN1661872B/zh
Priority to US11/066,150 priority patent/US7122758B2/en
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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
    • H01H33/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/003—Earthing switches

Definitions

  • the invention relates to the field of high voltage engineering, in particular electrical insulation and Connection technology for gas-insulated at ground potential Switchgear (GIS). It starts from a grounding device and a gas-insulated switchgear according to Preamble of the independent claims.
  • GIS ground potential Switchgear
  • Earth-switching devices in existing gas-insulated switchgear can be implemented as so-called "isolated earth electrodes" become.
  • Such an isolated earth electrode is in the article of Okabe et al., "Serialization of Standard Gas Insulated Switchgear”, Hitachi Review Vol. 51 (2002), No. 5.
  • the invention takes this state of the art Reference.
  • GIS Gas-insulated switchgear
  • the earthing contact is electrically from the GIS housing isolated from this led out and can outside shorted to the GIS housing via a contact clip become.
  • EP 1 068 624 B1 also discloses a combined Disconnector / earthing switch.
  • the earth contact designed as pinartiges contact piece, which on a Contact carrier is seated, which in turn at one by the GIS housing wall guided to the outside, against the GIS housing wall electrically insulated bolt is held.
  • the object of the present invention is to provide an improved insulated earth electrode for gas-insulated switchgear specify. This object is achieved by the Features of the independent claims solved.
  • the invention consists in a grounding device, in particular for gas-insulated, encapsulated high-voltage switchgear, comprising an encapsulation-side ground contact, an internal earthing contact and a grounding housing, which serves to receive an earth drive and that an earth mounting side of the gas-insulated switchgear with a GIS housing of the gas-insulated switchgear mechanically is connected, wherein an electrically insulated measuring electrode for electrical contacting of the encapsulation side Earth contact is present from the outside, where Furthermore, the encapsulation-side ground contact, the measuring electrode and the earth housing together on the earth mounting side are arranged and the encapsulation-side ground contact and the measuring electrode opposite the earth housing and the GIS housing are electrically isolated.
  • the earth electrode is therefore complete, including drive and measuring tap, on only one side or mounting surface of the GIS encapsulation arranged and accessible from this side.
  • the earth housing serves to accommodate components of the earthing switchgear and typically houses the earth drive.
  • Of the earth contacts is at least one movable earthing contact.
  • the measuring electrode or the measuring tap through the GIS housing or the earth housing electrically isolated to the outside and / or by an externally mountable earth connection can be short-circuited with the GIS housing and / or the grounding housing.
  • the measuring tap is therefore for electrical Contacting and execution of the encapsulation side Earth contact through the GIS housing or earthing housing permanently installed. This causes only minor Additional costs. This eliminates a special, expensive Isolierflansch with intricately cast-in bolts on both sides, the former possibly between GIS housing and earth housing had to be mounted for measurement purposes.
  • the before different building types of isolated and non-isolated Erders are now structurally executable. If all Erder isolated, measurements can also be made different places in the GIS plant and therefore with better meaningfulness.
  • the embodiment according to claim 4 has the advantage that it does not matter for the purposes of the invention, whether the encapsulation-side ground contact a movable Earth contact or a fixed contact.
  • the Invention applicable to any type of earth independently of whether the mobile earth contact from the inside to the outside, d. H. towards the enclosure wall, or from outside is movable inside.
  • the embodiment according to claim 5 has the advantage that the earth electrode as a whole hangs on a single flange, which at the same time carries the earthing housing (support flange) and a has separate access for the measuring electrode (measuring flange). This arrangement is particularly space-saving.
  • the claims 6-7 relate to embodiments of a Earth electrode and in particular Schnellerder, in which the flange and the measuring flange orthogonal to each other are.
  • Claim 10 relates to an electrical switchgear comprising a Erdschalt réelle as described above and with the there mentioned advantages.
  • Fig. 1a shows a conventional non-insulated earth switching device 1 in an encapsulated gas-insulated switchgear 13.
  • the housing 2 of the gas-insulated switchgear 13 encloses a gas space 9, which is preferably filled with SF 6 gas under some bar pressure.
  • the Erderanbau 3 with its grounding housing 3a is attached to the GIS housing 2 via a mounting flange 4a.
  • a movable earthing contact pin 5 is moved from the Erderantrieb 11 typically arranged in the earth electrode 3a along a drive movement 11a to the earth-fixed contact 6 in order to earth active parts 7 of the encapsulated gas-insulated switchgear 13.
  • the pin 5 In normal operation of the switchgear 13, the pin 5 is withdrawn and the active parts 7 are under high voltage and / or carry operating current or short-circuit current.
  • the active parts or conductors 7 are held by insulators 8, in particular support insulators 8 and bulkhead insulators 8, in the gas-filled interior 9 of the enclosure 2.
  • the insulators 8 are in turn supported on the GIS encapsulation 2 by means of insulator flanges 8a.
  • the longitudinal axis of the non-insulated Schnellerders 1 is designated A.
  • Fig. 1b shows the circuit diagram of the non-isolated Switching device 1, after which the ground potential through the GIS housing 2 is defined and the entire device 1 together the earth housing 3a and the earth contacts 5, 6 in the grounding case electrically connected to ground potential.
  • the earth casing 3a or the earth attachment 3 are additional via drive lines 12 and / or drive linkage 11b electrically connected to the outside world.
  • FIG. 2a shows the earth electrode or fast line 1 'as before, however, in an isolated embodiment.
  • the Erderanbau 3 with the grounding housing 3a by an insulating Intermediate flange 4b of the GIS housing 2 electrically isolated.
  • the intermediate flange 4b bridged by a grounding strap 10, which is the earth housing 3a shorts with the GIS housing 2.
  • the hanger 10 removed and the earth housing 3a serves as a Measuring electrode. That's why other electrical connections must be made to the earth housing 3a, in particular electrical Connections 12 and drive linkage 11b, are removed. This is awkward and labor intensive.
  • Fig. 2b and Fig. 2c show the circuit diagram of the isolated Earth switching device 1 'in normal operation or in electrical Measurements of active parts 7 of the switchgear 13 in earthed condition. When removed bracket 10 so is the Grounding canceled and the measurements can be performed become.
  • earth switchgear implementations 1, 1 ' is the moving contact 5 from the outside, d. H. from the enclosure 2, inwards to the active parts 7 moved.
  • the earthing contact 6 is typically in the active parts 7 integrated in the inner tube.
  • Fig. 3 shows a first and Fig. 4 shows a second embodiment the invention.
  • the earth switch device 1 '' comprises an encapsulation-side ground contact 50, 51; 500, an internal earthing contact 60; 600 and a terrestrial housing 3a, which serves to receive the earth drive 11 and that on an earth mounting side 3b of the gas-insulated Switchgear 13 with the GIS housing 2 of the gas-insulated Switchgear 13 is mechanically connected, wherein a electrically insulated measuring electrode 52, 520 for electrical Contacting the encapsulation-side ground contact 50, 51; 500 is present from the outside.
  • the encapsulation-side ground contact 50, 51; 500, the measuring electrode 52, 520 and the earth housing 3a together on the same ground mounting side 3b are arranged and are the encapsulation-side ground contact 50, 51; 500 and the measuring electrode 52, 520 opposite to the Earth case 3a and the GIS housing 2 electrically isolated.
  • the following example embodiments are given.
  • the encapsulation-side ground contact 50, 51; 500 and the measuring electrode 52, 520 opposite the earth drive 11 and / or to any existing electrical connections 12 for the earth drive 11 and / or towards neighboring phases, especially opposite an optionally existing drive linkage 11b Neighbor phases, electrically isolated.
  • the earth connection 53, 530 on the measuring flange 42 or the earth housing 3a mountable ground connection bracket 53, 530 in the mounted state, the measuring electrode 52, 520 with the measuring flange 42 or the earth housing 3a electrically short-circuits. Electrical measurements are therefore simplified because except the ground connection 53, 530 no other interrupted electrical contacts to the earth housing 3a Need to become. Due to the easy handling of the Personal protection improved during the measurements.
  • An earth assembly 3 enclosed by the earth housing 3 a can via a combined support and measuring flange 40; 41, 42; 400 on the ground mounting side 3b with the GIS housing 2 mechanically be connected.
  • the earthing housing is preferred 3a, the combined support and measuring flange 40; 41, 42; 400 and the GIS housing 2 electrically connected to each other.
  • the earth housing 3 a is therefore always directly with the GIS housing 2 connected and requires no insulating Intermediate flange.
  • the encapsulation-side ground contact is a movable earthing contact 50, 51 and includes an earthing contact pin 50, by a Isolierschaltstange 51 from Earth drive 11 electrically isolated and through the Isolierschaltstange 51 is drivable. Isolated is executed So only the pin 50 and not the entire earth electrode 1''. The internal earthing contact is then as earth contact 60 executed.
  • the combined support and measuring flange 40; 41, 42 may, as shown, a along of the movable earthing contact 50, 51 extended support flange 41 and one laterally attached to the support flange 41 Measuring flange 42 for receiving and carrying the measuring electrode 52 have.
  • the lateral access to the isolated executed contact pin 50 is connected to a ground connection 53 electrically conductive with the GIS housing 2 connected.
  • This connection 53 is mounted in normal operation and creates contact between the ground contact pin 50 and GIS housing 2 and optionally earth housing 3a. For measurements where a measurement signal is applied to the earth contact system applied or tapped on this, only the earth connection 53 needs to be removed without that further work on the drive 11, its wiring 12 or his rod 11b are necessary.
  • a dielectric insulation 44 for the electrical insulation of the measuring flange 42 of the measuring electrode 52 may be present.
  • Fig. 4 shows a second embodiment of the invention. This is exemplary using a combined isolator / earthing contactor 1 '' shown.
  • the separation section 14 and the grounding path 15 are here by way of example in series arranged.
  • the active parts 7 include next the conductors 7, a holder 7a, the optional formed as a power connection 7a along the transverse axis B. and a shield 7b for the movable contact tube 113 of the isolator / earthmover. Again, it's an earth-drive 11, a movable earth contact 600 and a Earth contact 500 available.
  • the example here shown combined disconnector / earth drive includes besides the motor unit 11, a drive shaft 110, an insulating shaft 111 and a spindle 112 for driving the contact tube 113 and in particular the movable earthing contact 600th
  • the encapsulation-side ground contact formed as a stationary contact 500, which by a dielectric Insulation 540 from the earth housing 3a electrically is isolated, and the internal ground contact is the movable earthing contact tube 600.
  • the movable earthing contact 600 and the earth contact 500 are in the gas space. 9 the gas-insulated switchgear 13 is arranged.
  • the earth contact 500 typically has a contact system 501, z. B. coil springs o. ⁇ ., On.
  • the earth switching device 1 ' is particularly suitable for gas-insulated Medium or high voltage switchgear 13 suitable. claimed is also a switchgear 13 with such Earth switching device 1 '.

Landscapes

  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Erderschaltgerät (1'') für gekapselte gasisolierte Hochspannungsschaltanlagen (13). Erfindungsgemäss ist ein isoliertes Erderschaltgerät (1') dadurch gekennzeichnet, dass kapselungsseitiger Erderkontakt (50, 51; 500), Messelektrode (52, 520) und Erdergehäuse (3a) gemeinsam an einer einzigen Erdermontageseite (3b) angeordnet sind und kapselungsseitiger Erderkontakt (50, 51; 500) und Messelektrode (52, 520) gegenüber Erdergehäuse (3a) und GIS-Gehäuse (2) elektrisch isoliert sind. Ausführungsbeispiele betreffen u. a.: kapselungsseitiger Erderkontakt (50, 51; 500) und Messelektrode (52, 520) elektrisch isoliert gegenüber Antriebskabeln (12) und Antriebsgestänge (11b); kapselungsseitiger Erderkontakt (50, 51; 500) als beweglicher Erderkontakt (50, 51) oder als Erderfestkontakt (500); und Erdergehäuse (3a) über kombinierten Trag- und Messflansch (40; 41, 42; 400) permanent mit GIS-Gehäuse (2) elektrisch leitend verbunden. Vorteile sind u. a.: einfach bedienbare Messelektrode (52, 520); einfache Zugänglichkeit des Erders (1'') inklusive Antrieb (11) und Messelektrode (52, 520) von der Montageseite (3b) her; dadurch kompakte Bauweise des Erders (1'). <IMAGE>

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Hochspannungstechnik, insbesondere auf elektrische Isolations- und Anschlusstechnik für auf Erdpotential befindliche gasisolierte Schaltanlagen (GIS). Sie geht aus von einem Erderschaltgerät und einer gasisolierten Schaltanlage gemäss Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
STAND DER TECHNIK
Erderschaltgeräte in bestehenden gasisolierten Schaltanlagen können als sogenannte "isolierte Erder" ausgeführt werden. Bei diesen Varianten ist das Erdergehäuse von den restlichen Gehäusen der gasisolierten Schaltanlage (GIS) durch einen isolierenden Zwischenflansch abgetrennt. Im Normalbetrieb wird dieser isolierende Flansch durch eine massive Erdverbindung überbrückt. Für Messungen, bei denen ein Messsignal auf das Erderkontaktsystem aufgebracht oder über dieses abgegriffen wird, wird diese Überbrückung weggenommen.
Ein solcher isolierter Erder ist in dem Artikel von M. Okabe et al., "Serialization of Standard Gas Insulated Switchgear", Hitachi Review Vol. 51 (2002), No. 5 offenbart. Die Erfindung nimmt auf diesen Stand der Technik Bezug. Dort ist ein herkömmlicher kombinierter Trenner/Erder-Schalter oder Dreistellungstrenner gezeigt, bei dem ein verschiebliches Kontaktteil durch Linearbewegung zwischen den Positionen "Trenner eingeschaltet", d. h. Trennerkontakt geschlossen, "Trenner ausgeschaltet", d. h. Trennerkontakt geöffnet und "Erder eingeschaltet", d. h. Erderkontakt zusätzlich geschlossen, bewegbar ist. Der Erderfestkontakt ist auf einem flachen Deckel der gasisolierten Schaltanlage (GIS) an der Deckelinnenseite montiert. Der Erderfestkontakt ist elektrisch vom GIS-Gehäuse isoliert aus diesem herausgeführt und kann aussen über einen Kontaktbügel mit dem GIS-Gehäuse kurzgeschlossen werden.
Die EP 1 068 624 B1 offenbart ebenfalls einen kombinierten Trenner/Erder-Schalter. Hierbei ist der Erderfestkontakt als pinartiges Kontaktstück ausgebildet, das auf einem Kontaktträger aufsitzt, der seinerseits an einem durch die GIS-Gehäusewand nach aussen geführten, gegen die GIS-Gehäusewand elektrisch isolierten Bolzen gehaltert ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten isolierten Erder für gasisolierte Schaltanlagen anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Die Erfindung besteht in einem Erderschaltgerät, insbesondere für gasisolierte gekapselte Hochspannungsschaltanlagen, umfassend einen kapselungsseitigen Erderkontakt, einen innenliegenden Erderkontakt und ein Erdergehäuse, das zur Aufnahme eines Erderantriebs dient und das an einer Erdermontageseite der gasisolierten Schaltanlage mit einem GIS-Gehäuse der gasisolierten Schaltanlage mechanisch verbunden ist, wobei eine elektrisch isolierte Messelektrode zur elektrischen Kontaktierung des kapselungsseitigen Erderkontakts von aussen vorhanden ist, wobei ferner der kapselungsseitige Erderkontakt, die Messelektrode und das Erdergehäuse gemeinsam an der Erdermontageseite angeordnet sind und der kapselungsseitige Erderkontakt und die Messelektrode gegenüber dem Erdergehäuse und dem GIS-Gehäuse elektrisch isoliert sind. Der Erder ist also vollständig, inklusive Antrieb und Messabgriff, auf nur einer Seite oder Montagefläche der GIS-Kapselung angeordnet und von dieser Seite her zugänglich. Das Erdergehäuse dient zur Aufnahme von Komponenten des Erderschaltgeräts und beherbergt typischerweise den Erderantrieb. Von den Erderkontakten ist mindestens einer ein beweglicher Erderkontakt. Durch die Erfindung wird eine sehr einfache Montierbarkeit und Zugänglichkeit des Erders und eine sehr einfache Anordnung und Bedienbarkeit der Messelektrode für elektrische Messungen an Aktivteilen von der gleichen Seite erreicht. Dadurch wird auch eine sehr kompakte Bauweise des Erders realisiert.
In einem ersten Ausführungsbeispiel ist die Messelektrode oder der Messabgriff durch das GIS-Gehäuse oder das Erdergehäuse elektrisch isoliert nach aussen durchgeführt und/oder durch eine von aussen montierbare Erdverbindung mit dem GIS-Gehäuse und/oder dem Erdergehäuse kurzschliessbar. Der Messabgriff ist also zur elektrischen Kontaktierung und Durchführung des kapselungsseitigen Erderkontakts durch das GIS-Gehäuse oder Erdergehäuse hindurch permanent installiert. Dies verursacht nur geringe Mehrkosten. Dadurch entfällt ein spezieller, teurer Isolierflansch mit aufwendig beidseitig eingegossenen Bolzen, der früher gegebenenfalls zwischen GIS-Gehäuse und Erdergehäuse für Messzwecke montiert werden musste. Die zuvor unterschiedlichen Bautypen des isolierten und nicht isolierten Erders sind jetzt baugleich ausführbar. Wenn alle Erder isoliert ausgeführt sind, können Messungen auch an unterschiedlichen Stellen in der GIS-Anlage und daher mit besserer Aussagekraft durchgeführt werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der kapselungsseitige Erderkontakt und die Messelektrode gegenüber dem Erderantrieb und/oder gegenüber gegebenenfalls vorhandenen elektrischen Anschlüssen für den Erderantrieb und/oder gegenüber Nachbarphasen, insbesondere gegenüber einem gegebenenfalls vorhandenen Antriebsgestänge zu Nachbarphasen, elektrisch isoliert. Dies vereinfacht die Durchführung elektrischer Messungen, da nur noch die Erdverbindung entfernt werden muss, jedoch keine anderen Elemente, wie z. B. Antriebskabel oder Antriebsgestänge zu Nachbarphasen in dreiphasig oder einphasig gekapselten Schaltanlagen.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Anspruch 4 hat den Vorteil, dass es für die Zwecke der Erfindung keine Rolle spielt, ob der kapselungsseitige Erderkontakt ein beweglicher Erderkontakt oder ein Festkontakt ist. Somit ist die Erfindung für beliebige Erdertypen anwendbar unabhängig davon, ob der bewegliche Erderkontakt von innen nach aussen, d. h. zur Kapselungswand hin, oder von aussen nach innen bewegbar ist.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Anspruch 5 hat den Vorteil, dass der Erder als ganzes an einem einzigen Flansch hängt, der zugleich das Erdergehäuse trägt (Tragflansch) und einen separaten Zugang für die Messelektrode aufweist (Messflansch). Diese Anordnung ist besonders platzsparend.
Die Ansprüche 6-7 betreffen Ausführungsbeispiele für einen Erder und insbesondere Schnellerder, bei dem der Tragflansch und der Messflansch orthogonal zueinander angeordnet sind.
Anspruch 10 betrifft eine elektrische Schaltanlage umfassend ein Erdschaltgerät wie zuvor beschrieben und mit den dort genannten Vorteilen.
Weitere Ausführungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der nun folgenden Beschreibung und den Figuren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1a, 1b
zeigen schematisch im Querschnitt ein nicht isoliertes Erderschaltgerät gemäss Stand der Technik (Fig. 1a) mit zugehörigem Schaltbild (Fig. 1b);
Fig. 2a-2c
zeigen schematisch im Querschnitt ein isoliertes Erderschaltgerät gemäss Stand der Technik (Fig. 2a) mit zugehörigem Schaltbild (Fig. 2b, 2c);
Fig. 3
zeigt schematisch im Querschnitt ein Ausführungsbeispiel eines separaten Erderschaltgeräts mit erfindungsgemäss isoliertem Erderschaltstift; und
Fig. 4
zeigt schematisch im Querschnitt ein Ausführungsbeispiel eines kombinierten Trenner/Erders mit erfindungsgemäss isoliertem Erderfestkontakt.
In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Fig. 1a zeigt ein herkömmliches nichtisoliertes Erderschaltgerät 1 in einer gekapselten gasisolierten Schaltanlage 13. Das Gehäuse 2 der gasisolierten Schaltanlage 13 umschliesst einen Gasraum 9, der bevorzugt mit SF6-Gas unter einigen bar Druck gefüllt ist. Der Erderanbau 3 mit seinem Erdergehäuse 3a ist am GIS-Gehäuse 2 über einen Montageflansch 4a befestigt. Ein beweglicher Erderkontaktstift 5 wird vom typischerweise im Erdergehäuse 3a angeordneten Erderantrieb 11 entlang einer Antriebsbewegung 11a zum Erderfestkontakt 6 hinbewegt, um Aktivteile 7 der gekapselten gasisolierten Schaltanlage 13 zu erden. Im Normalbetrieb der Schaltanlage 13 ist der Stift 5 zurückgezogen und die Aktivteile 7 stehen unter Hochspannung und/oder tragen Betriebsstrom oder Kurzschlussstrom. Die Aktivteile oder Stromleiter 7 sind von Isolatoren 8, insbesondere Stützisolatoren 8 und Schottisolatoren 8, im gasgefüllten Innenraum 9 der Kapselung 2 gehalten. Die Isolatoren 8 sind ihrerseits mittels Isolatorflanschen 8a an der GIS-Kapselung 2 abgestützt. Die Längsachse des nicht isolierten Schnellerders 1 ist mit A bezeichnet.
Fig. 1b zeigt das Schaltschema des nicht isolierten Schaltgeräts 1, wonach das Erdpotential durch das GIS-Gehäuse 2 definiert ist und das gesamte Gerät 1 mitsamt dem Erdergehäuse 3a und den Erderkontakten 5, 6 im Erdungsfall mit Erdungspotential elektrisch verbunden ist. Das Erdergehäuse 3a oder der Erderanbau 3 sind zusätzlich über Antriebsleitungen 12 und/oder Antriebsgestänge 11b mit der Aussenwelt elektrisch verbunden.
Fig. 2a zeigt den Erder oder Schnellerder 1' wie zuvor, jedoch in einer isolierten Ausführungsform. Hierfür ist der Erderanbau 3 mit dem Erdergehäuse 3a durch einen isolierenden Zwischenflansch 4b vom GIS-Gehäuse 2 elektrisch isoliert. Im Normalbetrieb ist der Zwischenflansch 4b durch einen Erdungsbügel 10 überbrückt, der das Erdergehäuse 3a mit dem GIS-Gehäuse 2 kurzschliesst. Sollen elektrische Messungen durchgeführt werden, so wird der Bügel 10 abgenommen und das Erdergehäuse 3a dient als eine Messelektrode. Deshalb müssen auch andere elektrische Verbindungen zum Erdergehäuse 3a, insbesondere elektrische Anschlüsse 12 und Antriebsgestänge 11b, entfernt werden. Dies ist umständlich und arbeitsintensiv.
Fig. 2b bzw. Fig. 2c zeigen das Schaltschema des isolierten Erderschaltgeräts 1' im Normalbetrieb bzw. bei elektrischen Messungen an Aktivteilen 7 der Schaltanlage 13 im geerdeten Zustand. Bei abgenommenem Bügel 10 ist also die Erdung aufgehoben und die Messungen können durchgeführt werden.
Bei den meisten heutigen Realisierungen von Erderschaltgeräten 1, 1' wird der bewegte Kontakt 5 von aussen, d. h. von der Kapselung 2 her, nach innen zu den Aktivteilen 7 hin bewegt. Der Erderfestkontakt 6 ist typischerweise in die Aktivteile 7 im Innenrohr integriert. Bekannte Erderschaltgeräte 1 oder 1' werden an geeigneten Flanschen 4a in den Schaltanlagen 13 montiert. Diese Flansche 4a sind entweder Standardflansche, welche bei jeder Verbindung benützt werden oder kleinere Flansche, welche speziell für den Anbau der Erderschaltgeräte 1, 1' ausgelegt sind.
Fig. 3 zeigt ein erstes und Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Erderschaltgerät 1'' umfasst einen kapselungsseitigen Erderkontakt 50, 51; 500, einen innenliegenden Erderkontakt 60; 600 und ein Erdergehäuse 3a, das zur Aufnahme des Erderantriebs 11 dient und das an einer Erdermontageseite 3b der gasisolierten Schaltanlage 13 mit dem GIS-Gehäuse 2 der gasisolierten Schaltanlage 13 mechanisch verbunden ist, wobei eine elektrisch isolierte Messelektrode 52, 520 zur elektrischen Kontaktierung des kapselungsseitigen Erderkontakts 50, 51; 500 von aussen vorhanden ist. Gemäss der Erfindung sind im Erderschaltgerät 1'' der kapselungsseitige Erderkontakt 50, 51; 500, die Messelektrode 52, 520 und das Erdergehäuse 3a gemeinsam an der gleichen Erdermontageseite 3b angeordnet und sind der kapselungsseitige Erderkontakt 50, 51; 500 und die Messelektrode 52, 520 gegenüber dem Erdergehäuse 3a und dem GIS-Gehäuse 2 elektrisch isoliert. Im folgenden werden hierzu Ausführungsbeispiele angegeben.
Mit Vorteil sind der kapselungsseitige Erderkontakt 50, 51; 500 und die Messelektrode 52, 520 gegenüber dem Erderantrieb 11 und/oder gegenüber gegebenenfalls vorhandenen elektrischen Anschlüssen 12 für den Erderantrieb 11 und/oder gegenüber Nachbarphasen, insbesondere gegenüber einem gegebenenfalls vorhandenen Antriebsgestänge 11b zu Nachbarphasen, elektrisch isoliert. Bevorzugt ist die Erdverbindung 53, 530 ein auf den Messflansch 42 oder das Erdergehäuse 3a aufmontierbarer Erdverbindungsbügel 53, 530, der im aufmontierten Zustand die Messelektrode 52, 520 mit dem Messflansch 42 oder dem Erdergehäuse 3a elektrisch kurzschliesst. Elektrische Messungen sind also vereinfacht, weil ausser der Erdverbindung 53, 530 keine anderen elektrischen Kontakte zum Erdergehäuse 3a unterbrochen werden müssen. Durch die einfache Handhabung wird der Personenschutz bei den Messungen verbessert.
Ein vom Erdergehäuse 3a umschlossener Erderanbau 3 kann über einen kombinierten Trag- und Messflansch 40; 41, 42; 400 an der Erdermontageseite 3b mit dem GIS-Gehäuse 2 mechanisch verbunden sein. Bevorzugt sind das Erdergehäuse 3a, der kombinierte Trag- und Messflansch 40; 41, 42; 400 und das GIS-Gehäuse 2 miteinander elektrisch leitend verbunden. Das Erdergehäuse 3a ist also immer direkt mit dem GIS-Gehäuse 2 verbunden und benötigt keinen isolierenden Zwischenflansch.
Gemäss Fig. 3 ist der kapselungsseitige Erderkontakt ein beweglicher Erderkontakt 50, 51 und umfasst einen Erderkontaktstift 50, der durch eine Isolierschaltstange 51 vom Erderantrieb 11 elektrisch isoliert und durch die Isolierschaltstange 51 antreibbar ist. Isoliert ausgeführt ist also nur der Kontaktstift 50 und nicht der gesamte Erder 1''. Der innenliegende Erderkontakt ist dann als Erderfestkontakt 60 ausgeführt. Der kombinierte Trag- und Messflansch 40; 41, 42 kann, wie dargestellt, einen entlang des beweglichen Erderkontakts 50, 51 erstreckten Tragflansch 41 und einen am Tragflansch 41 seitlich angebauten Messflansch 42 zur Aufnahme und Durchführung der Messelektrode 52 aufweisen. Der seitliche Zugriff auf den isoliert ausgeführten Kontaktstift 50 ist mit einer Erdverbindung 53 mit dem GIS-Gehäuse 2 elektrisch leitend verbunden. Diese Verbindung 53 ist im Normalbetrieb angebracht und schafft den Kontakt zwischen Erderkontaktstift 50 und GIS-Gehäuse 2 sowie gegebenenfalls Erdergehäuse 3a. Für Messungen, bei denen ein Messsignal auf das Erderkontaktsystem aufgebracht oder über dieses abgegriffen wird, braucht nur die Erdverbindung 53 entfernt zu werden, ohne dass weitere Arbeiten am Antrieb 11, seiner Verkabelung 12 oder seinem Gestänge 11b nötig sind.
Im Inneren des Tragflansches 41 kann eine dielektrische Isolation 43 zur elektrischen Isolierung des Tragflansches 41 vom beweglichen Erderkontakt 50, 51, insbesondere vom Erderkontaktstift 50, angeordnet sein. Zudem kann auch im Inneren des Messflansches 42 eine dielektrische Isolation 44 zur elektrischen Isolierung des Messflansches 42 von der Messelektrode 52 vorhanden sein.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Diese ist beispielhaft anhand eines kombinierten Trenner/Erder-Schaltgeräts 1'' gezeigt. Die Trennstrecke 14 und die Erdungsstrecke 15 sind hier beispielhaft in Serie hintereinander angeordnet. Die Aktivteile 7 umfassen neben den Stromleitern 7 auch eine Halterung 7a, die optional als Stromverbindung 7a entlang der Querachse B ausgebildet sein kann, und eine Abschirmung 7b für das bewegliche Kontaktrohr 113 des Trenner/Erders. Wiederum sind ein Erderantrieb 11, ein beweglicher Erderkontakt 600 und ein Erderfestkontakt 500 vorhanden. Der hier beispielhaft gezeigte kombinierte Trenner/Erder-Antrieb umfasst neben der Motoreinheit 11 eine Antriebswelle 110, eine Isolierwelle 111 und eine Spindel 112 zum Antrieb des Kontaktrohrs 113 und insbesondere des beweglichen Erderkontakts 600.
Gemäss Fig. 4 ist also der kapselungsseitige Erderkontakt als Erderfestkontakt 500 ausgebildet, der durch eine dielektrische Isolation 540 vom Erdergehäuse 3a elektrisch isoliert ist, und der innenliegende Erderkontakt ist das bewegliche Erderkontaktrohr 600. Der bewegliche Erderkontakt 600 und der Erderfestkontakt 500 sind im Gasraum 9 der gasisolierten Schaltanlage 13 angeordnet. Der Erderfestkontakt 500 weist typischerweise ein Kontaktsystem 501, z. B. Spiralfedern o. ä., auf.
Durch die Montage des Erderschaltgeräts 1'', inklusive Erdergehäuse 3a, Antrieb 11 und isoliertem Messabgriff 52, 520, an einer einzigen Erdermontageseite 3b, nämlich an einer radialen Position (Fig. 3) oder endseitig axialen Position (Fig. 4) am GIS-Gehäuse 2, wird eine sehr kompakte Bauweise und zugleich einfache Bedienbarkeit des Messabgriffs 53, 530 erreicht. Dies gilt für einphasig oder dreiphasig gekapselte Schaltanlagen 13.
Das Erderschaltgerät 1' ist besonders für gasisolierte Mittel- oder Hochspannungsschaltanlagen 13 geeignet. Beansprucht wird auch eine Schaltanlage 13 mit einem solchen Erderschaltgerät 1'.
BEZUGSZEICHENLISTE
1
Herkömmlicher nicht isolierter Erder
1'
Herkömmlicher isolierter Erder
1''
erfindungsgemässer isolierter Erder
2
GIS-Gehäuse
3
Erderanbau mit Erderantrieb
3a
Erdergehäuse
3b
Erdermontageseite
4a
Flansch für Erderanbau, Montageflansch, Tragflansch (Stand der Technik)
4b
Zwischenflansch für Erderanbau, Isolierflansch (Stand der Technik)
40, 400
kombinierter Trag- und Messflansch für Erderanbau, Erderflansch mit Messabgriff
41
verlängerter Tragflansch
42
Messflansch, Messdurchführung für Erderkontaktstift
43
Isolation zwischen Tragflansch und Kontaktstift
44
Isolation zwischen Messflansch und Messelektrode
5
Beweglicher Erderkontaktstift
50
gehäuseseitiger Erderkontakt, beweglicher isolierter Erderkontaktstift
51
Isolierschaltstange für Erderkontaktstift
52
Messelektrode, seitlicher Messabgriff an Erderkontaktstift
53
Erdverbindung für Messelektrode, abnehmbarer Kontaktstift-Erdungsbügel
500
gehäuseseitiger Erderkontakt, im Montagedeckel integrierter Erderfestkontakt
501
Kontaktsystem
520
Messelektrode, axialer Messabgriff an Erderfestkontakt
530
Erdverbindung für Messelektrode, abnehmbarer Festkontakt-Erdungsbügel
540
Isolation zwischen Erdergehäuse und Erderfestkontakt
6
Erderfestkontakt
60
innenliegender Erderkontakt, Erderfestkontakt
600
innenliegender Erderkontakt, bewegliches Erderkontaktrohr
7
Aktivteile der Schaltanlage, Stromleiter (auf Hochspannungspotential)
7a
Halterung, optionale Stromverbindung
7b
Abschirmung für bewegliches Kontaktrohr
8
Isolator, Stützisolator, Schottisolator
8a
Isolatorflansch
9
Gasraum, SF6
10
Erdverbindung, Erdungsbügel
11
Erderantrieb
11a
Antriebsbewegung
11b
Antriebsgestänge zu Nachbarphasen
110
Antriebswelle
111
Isolierwelle
112
Spindel
113
Kontaktrohr
12
Elektrische Anschlüsse
13
Gasisolierte Schaltanlage (GIS)
14
Trennstrecke
15
Erdungsstrecke
A
Achse des Schaltanlagenabschnitts, Längsachse
B
Querachse

Claims (10)

  1. Erderschaltgerät (1''), insbesondere für gasisolierte gekapselte Hochspannungsschaltanlagen (15), umfassend einen kapselungsseitigen Erderkontakt (50, 51; 500), einen innenliegenden Erderkontakt (60; 600) und ein Erdergehäuse (3a), das zur Aufnahme eines Erderantriebs (11) dient und das an einer Erdermontageseite (3b) der gasisolierten Schaltanlage (13) mit einem GIS-Gehäuse (2) der gasisolierten Schaltanlage (13) mechanisch verbunden ist, wobei eine elektrisch isolierte Messelektrode (52, 520) zur elektrischen Kontaktierung des kapselungsseitigen Erderkontakts (50, 51; 600) von aussen vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) der kapselungsseitige Erderkontakt (50, 51; 500), die Messelektrode (52, 520) und das Erdergehäuse (3a) gemeinsam an der Erdermontageseite (3b) angeordnet sind und
    b) der kapselungsseitige Erderkontakt (50, 51; 500) und die Messelektrode (52, 520) gegenüber dem Erdergehäuse (3a) und dem GIS-Gehäuse (2) elektrisch isoliert sind.
  2. Das Erderschaltgerät (1'') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektrode (52, 520)
    a) durch das GIS-Gehäuse (2) oder das Erdergehäuse (3a) elektrisch isoliert nach aussen durchgeführt ist und/oder
    b) durch eine von aussen montierbare Erdverbindung (53, 530) mit dem GIS-Gehäuse (2) und/oder dem Erdergehäuse (3a) kurzschliessbar ist.
  3. Das Erderschaltgerät (1'') nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kapselungsseitige Erderkontakt (50, 51; 500) und die Messelektrode (52, 520) gegenüber dem Erderantrieb (11) und/oder gegenüber gegebenenfalls vorhandenen elektrischen Anschlüssen (12) für den Erderantrieb (11) und/oder gegenüber Nachbarphasen, insbesondere gegenüber einem gegebenenfalls vorhandenen Antriebsgestänge (11b) zu Nachbarphasen, elektrisch isoliert sind.
  4. Das Erderschaltgerät (1'') nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) der kapselungsseitige Erderkontakt (50, 51; 500) ein beweglicher Erderkontakt (50, 51) ist und einen Erderkontaktstift (50) umfasst, der durch eine Isolierschaltstange (51) vom Erderantrieb (11) elektrisch isoliert und antreibbar ist und der innenliegende Erderkontakt (60; 600) ein Erderfestkontakt (60) ist oder
    b) der kapselungsseitige Erderkontakt (50, 51; 500) ein Erderfestkontakt (500) ist, der durch eine dielektrische Isolation (540) vom Erdergehäuse (3a) elektrisch isoliert ist, und der innenliegende Erderkontakt (60; 600) ein bewegliches Erderkontaktrohr (600) ist.
  5. Das Erderschaltgerät (1'') nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) ein von dem Erdergehäuse (3a) umschlossener Erderanbau (3) über einen kombinierten Trag- und Messflansch (40; 41, 42; 400) an der Erdermontageseite (3b) mit dem GIS-Gehäuse (2) mechanisch verbunden ist und
    b) insbesondere dass das Erdergehäuse (3a), der kombinierte Trag- und Messflansch (40; 41, 42; 400) und das GIS-Gehäuse (2) miteinander elektrisch leitend verbunden sind.
  6. Das Erderschaltgerät (1'') nach Anspruch 4a und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der kombinierte Trag- und Messflansch (40; 41, 42) einen entlang des beweglichen Erderkontakts (50, 51) erstreckten Tragflansch (41) und einen am Tragflansch (41) seitlich angebauten Messflansch (42) zur Aufnahme und Durchführung der Messelektrode (52) aufweist.
  7. Das Erderschaltgerät (1'') nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) im Inneren des Tragflansches (41) eine dielektrische Isolation (43) zur elektrischen Isolierung des Tragflansches (41) vom beweglichen Erderkontakt (50, 51), insbesondere vom Erderkontaktstift (50), vorhanden ist und/oder
    b) im Inneren des Messflansches (42) eine dielektrische Isolation (44) zur elektrischen Isolierung des Messflansches (42) von der Messelektrode (52) vorhanden ist.
  8. Das Erderschaltgerät (1'') nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdverbindung (53, 530) ein auf den Messflansch (42) oder das Erdergehäuse (3a) aufmontierbarer Erdverbindungsbügel (53, 530) ist, der im aufmontierten Zustand die Messelektrode (52, 520) mit dem Messflansch (42) oder dem Erdergehäuse (3a) elektrisch kurzschliesst.
  9. Das Erderschaltgerät (1'') nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erderschaltgerät (1'')
    a) als separates Erdschaltgerät (1''), insbesondere als Schnellerder (1''), ausgelegt ist oder Bestandteil eines kombinierten Trenner/Erder-Schaltgeräts (1'') ist und insbesondere mit einem gemeinsamen Trenner/Erder-Antrieb (11) ausgestattet ist, und/oder
    b) für eine einphasig oder dreiphasig gekapselte Schaltanlage (13) ausgelegt ist.
  10. Elektrische Schaltanlage (13), insbesondere Hoch- oder Mittelspannungsschaltanlage (13), gekennzeichnet durch ein Erderschaltgerät (1'') gemäss einem der vorangehenden Ansprüche.
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