EP2273525A1 - Elektrischer Leistungsschalter - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an electrical, gas-insulated high-voltage circuit breaker according to the preamble of claim 1.
- Such high-voltage power switches have a number of phases corresponding number of circuit breaker poles, which are arranged in a plane next to each other or at the corners of a triangle.
- the individual poles can be accommodated in an encapsulation that accommodates all poles or individually in a separate encapsulation.
- the polyphase circuit breaker poles are mainly used in a kesselelförmigen housing, which is set up vertically, with the inlet and outlet lines are connected transversely to the housing.
- a switchgear of this kind is for example from the Reference Heidelberganlagenhandbund ABB, 11th edition, 2006, page 504, Figure 11-3 known.
- the circuit breaker poles located in the boiler require a lot Space and accordingly, the amount of the introduced in the metal encapsulation insulating gas is very high.
- the object of the invention is to provide a circuit breaker in which on the one hand space and space and on the other hand also insulating gas is saved.
- the circuit breaker housing has a number of poles corresponding number of open at their ends chambers, in which the individual poles are arranged.
- the open ends of the chambers are closed by means of one of the front ends covering dome-like lid.
- the Fig. 1 shows a longitudinal sectional view through the circuit breaker 10 according to the invention, which has a number of phases corresponding number of circuit breaker poles 11 and 12, of which the circuit breaker pole 11 is shown in sectional view schematically.
- the switching chamber 13 is shown without built-in parts.
- In the switching chamber 13 is a fixed contact piece and a movable contact piece, of which the movable contact piece is connected to a shift rod 14 which protrudes from the end of the circuit breaker pole 11, which is the switching chamber 13 opposite.
- the shift rod 14 is connected to a yoke 15 to which the not shown shift rails of the other circuit breaker poles 12 and 28 are connected to; the third circuit breaker pole 28 is located in front of the cutting plane and is therefore not visible.
- the yoke 15 has a central part 16, on which arms 17 are formed, at the ends of the shift rails 14 are connected.
- the central part 16 of the yoke 15 is connected to a transmission rod 18 which is coupled via a thrust feedthrough 19 with a drive 20 which is designed as a hydraulic spring-loaded drive and for the invention is not important, so it will not be described here.
- the thrust feedthrough 19 for the invention is not essential, so that this thrust feedthrough 19 is not described in detail.
- circuit breaker poles 11 and 12 also referred to as switching chamber poles, are accommodated in a circuit breaker housing 21, also referred to as a housing 21, which has an elongate shape and is closed at the free, left and right ends by means of a respective dome-shaped cover 22 and 23 , In the lid 22 is the thrust feedthrough 19.
- the dome-like cover 22, 23 thereby have flanges 24, 25, which are secured with corresponding flanges 26 and 27 on the housing 21.
- bushings may be provided for gas lines to which, for example, a density monitor or the like can be connected.
- the safety unit 55 protects the housing 21 of the high-voltage circuit breaker against damage in the event of a malfunction.
- the Fig. 2 shows a cross-sectional view of the circuit breaker housing 21 and the circuit breaker according to section line II-II (in Fig. 1 ).
- the switching chamber poles 11 and 12 Within the housing 21 are the switching chamber poles 11 and 12 and the in Fig. 1 non-visible switching chamber pole 28. These three switching chamber poles 11, 12 and 28 are arranged at the corners of an isosceles triangle whose plane spanned by the switching chamber poles 12, 28 is below and horizontally.
- the housing 21 is adapted to the switching chamber poles 11, 12 and 28. It therefore has one of the number of switching chamber poles 11, 12 and 28 corresponding number of chambers 29, 30 and 31, which are also associated with each other at the corners of the isosceles triangle on which the switching chamber poles 11, 12 and 28 are arranged.
- the chamber 29 for the switching chamber pole 11 encloses the switching chamber pole 11 such that the distance between the outer surface of the switching chamber pole 11 and the inner surface of the chamber 29 is dimensioned such that flashovers between the switching chamber pole 11 to the housing 21 are prevented.
- the chamber 29 is separated from the chamber 31 and 30 respectively by an intermediate wall 32, 33, so that the intermediate walls 32 and 33 each form part of the chamber 29 as well as a part of the chambers 30 and 31 and in a corresponding manner separate all chambers from each other ,
- the individual chambers 29, 30, 31 are approximately tubular, and in the region of the switching chamber poles 11, 12, 28 itself, a gas connection between the chambers 29, 30 and 31 is not given.
- the individual chambers 29, 30 and 31 are open towards their free ends and together with the respective chambers 29, 30, 31 covering lids 22, 23 completed.
- the interiors of the covers 22, 23 thus form the gas connection of the chambers 29, 30, 31 at the two ends of the housing 21st
- circuit breaker housing 21 between the front ends is formed by individual tubes, which are triangular, as shown in Fig. 3 clearly visible, are placed against each other, wherein in each case two tubes, the chamber 29 and 31 and 29 and 30 respectively via the two common partition walls 32, 33 are connected.
- the Fig. 1 shows the housing 21 to which perpendicular to the plane defined by the two switching chambers 30 and 31 plane three dome stubs 34, 35 and 36 are formed, of which in the Fig. 2 the Domstutzen 35 is shown in more detail.
- the dome stub 36 which is similar to the dome stub 34 and 35, is rectangular in cross-section, each two side walls 39 extend perpendicular to the longitudinal extension of the switching chambers 29, 30 and 31, whereas the side walls 39 extend approximately parallel to the longitudinal extent;
- the side walls 39 open approximately tangentially into the outer surfaces of the chambers 31 and 30 and are tapered together with the side walls 38, so that the cross-sectional area which is parallel to the plane passing through the switching chambers 31 and 30 plane, towards the free end of the Side walls 38 and 39 slightly tapered.
- the side walls 38 and 39 are connected at their free ends to an end wall 40, which closes the dome 36 and thus also the dome 34 and 35 at the top.
- openings 41, 42 and 43 In the end wall 40 are openings 41, 42 and 43, in which disc or Schott insulators 44, 45 and 46 are inserted gas-tight, which can be connected to connecting lines 47, 48, 49.
- the connecting lines 47, 48, 49 then lead in a manner not shown to a busbar arrangement.
- Domstutzens 34 is the same as that of the Domstutzens 36; the insulators and cable bushings used there are therefore not described in detail here.
- the dome sockets 34, 35 and 36 can each be closed with a cover cover 37 as a blanking cover.
- cover cover 37 As a blanking cover.
- the circuit breaker housing 21 is disposed lying horizontally together with the circuit breaker poles or switching chamber poles 11, 12 and 28 arranged therein and fastened by means of its flanges 26 and 27 via carrier 52 on a support frame 53.
- circuit breaker poles located at the corners of a triangle located at the corners of a triangle.
- a corresponding solution can also be provided if the individual circuit breaker poles lie in one plane, as in FIG Fig. 4 is shown. These can then be surrounded in the same way by a respective tube as in the arrangement according to the FIGS. 1 to 3 and also three dome sockets 34, 35 and 36 with disc or Schott insulators 34, 35 and 36 have, however, in the Fig. 4 are not shown.
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen elektrischen, gasisolierten Hochspannungsleistungsschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Derartige Hochspannungsleistungsschalter besitzen eine der Anzahl der Phasen entsprechende Anzahl von Leistungsschalterpolen, die in einer Ebene nebeneinander oder an den Ecken eines Dreiecks angeordnet sind. Die einzelnen Pole können dabei in einer alle Pole aufnehmenden Kapselung oder jeweils für sich in einer eigenen Kapselung untergebracht sein. Üblicherweise sind überwiegend die mehrphasigen Leistungsschalterpole in einem kesselförmigen Gehäuse eingesetzt, welches senkrecht aufgestellt ist, wobei die Zu- und Abgangsleitungen quer dazu am Gehäuse angeschlossen sind.
- Bei einem derartigen kesselförmigen Gehäuse wird viel Raum benötigt und darüber hinaus auch eine große Menge an Isoliergas.
- Eine Schaltanlage dieser Art ist beispielsweise aus der Literaturstelle Schaltanlagenhandbund ABB, 11. Auflage, 2006, Seite 504, Bild 11-3 bekannt geworden. Die in dem Kessel angeordneten Leistungsschalterpole benötigen viel Raum und demgemäß ist die Menge des in der Metallkapselung eingebrachten Isoliergases sehr hoch.
- Aufgabe der Erfindung ist es, einen Leistungsschalter zu schaffen, bei dem einerseits Raum und Platz und andererseits auch Isoliergas eingespart wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.
- Erfindungsgemäß besitzt das Leistungsschaltergehäuse eine der Anzahl der Pole entsprechende Anzahl von an ihren Stirnenden offenen Kammern, in denen die einzelnen Pole angeordnet sind. Die offenen Stirnenden der Kammern sind mittels je eines die Stirnenden überdeckenden domartigen Deckels verschlossen.
- Dadurch, dass die einzelnen Leistungsschalterpole in eigenen Kammern untergebracht sind, die lediglich an ihren Enden einen offenen Gasraum aufweisen, sodass die Gasverbindung zwischen den einzelnen Kammern jeweils an den Stirnenden erreicht wird, ist die Menge des verwendeten Isoliergases deutlich reduziert.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen und weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.
- Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Längsschnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Leistungsschalter,
- Fig. 2
- eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie II-II der
Fig. 1 - Fig. 3
- eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie III-III der
Fig. 1 , und - Fig. 4
- eine schematische Darstellung der Leistungsschalterpole in einer Ebene.
- Die
Fig. 1 zeigt eine Längsschnittansicht durch den erfindungsgemäßen Leistungsschalter 10, der eine der Anzahl der Phasen entsprechende Anzahl von Leistungsschalterpolen 11 und 12 besitzt, von denen der Leistungsschalterpol 11 in Schnittansicht schematisch dargestellt ist. Die Schaltkammer 13 ist ohne Einbauteile dargestellt. In der Die Schaltkammer 13 befindet sich ein festes Kontaktstück und ein bewegliches Kontaktstück, von denen das bewegliche Kontaktstück mit einer Schaltstange 14 verbunden ist, die aus dem Ende des Leistungsschalterpoles 11 herausragt, das der Schaltkammer 13 entgegengesetzt liegt. Die Schaltstange 14 ist mit einem Joch 15 verbunden, an dem die nicht gezeichneten Schaltstangen der anderen Leistungsschalterpole 12 und 28 zu angeschlossen sind; der dritte Leistungsschalterpol 28 liegt vor der Schnittebene und ist daher nicht sichtbar. Das Joch 15 besitzt dabei ein Zentralteil 16, an dem Arme 17 angeformt sind, an deren Enden die Schaltstangen 14 angeschlossen sind. Der Zentralteil 16 des Joches 15 ist mit einer Übertragungsstange 18 verbunden, die über eine Schubdurchführung 19 mit einem Antrieb 20 gekoppelt ist, der als hydraulischer Federspeicherantrieb ausgebildet und für die Erfindung nicht von Bedeutung ist, sodass er hier nicht näher beschrieben wird. In gleicher Weise ist auch die Schubdurchführung 19 für die Erfindung nicht von wesentlicher Bedeutung, sodass auch diese Schubdurchführung 19 nicht näher beschrieben wird. - Die Leistungsschalterpole 11 und 12, nachfolgend auch Schaltkammerpole genannt, sind in einem Leistungsschaltergehäuse 21, kurz auch Gehäuse 21 genannt, untergebracht, welches eine langgestreckte Form aufweist und an den freien, links und rechts befindlichen Enden mittels je eines domartigen Deckels 22 und 23 verschlossen ist. Im Deckel 22 befindet sich die Schubdurchführung 19. Die domartigen Deckel 22, 23 besitzen dabei Flansche 24, 25, die mit entsprechenden Flanschen 26 und 27 am Gehäuse 21 befestigt sind.
- An den Deckeln 22 und 23 können nicht näher dargestellte Durchführungen für Gasleitungen vorgesehen sein, an denen beispielsweise ein Dichtewächter oder dergleichen angeschlossen werden können.
- Der Deckel 22, der ebenso wie der Deckel 23 topfförmig ausgebildet ist, besitzt einen Stutzen 54 an dem eine Sicherheitseinheit 55, beispielsweise eine Berstscheibe, angeflanscht werden kann. Die Sicherheitseinheit 55 schützt das Gehäuse 21 des Hochspannungsleistungsschalters bei einem Störfall vor Beschädigungen.
- Es sei nun Bezug genommen auf die
Fig. 2 . - Die
Fig. 2 zeigt eine Querschnittansicht des Leistungsschaltergehäuses 21 beziehungsweise den Leistungsschalter gemäß Schnittlinie II-II (inFig. 1 ). Innerhalb des Gehäuses 21 befinden sich die Schaltkammerpole 11 und 12 sowie den inFig. 1 nicht sichtbare Schaltkammerpol 28. Diese drei Schaltkammerpole 11, 12 und 28 sind an den Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet, dessen durch die Schaltkammerpole 12, 28 aufgespannte Ebene unten und horizontal liegt. - Das Gehäuse 21 ist den Schaltkammerpolen 11, 12 und 28 angepasst. Es besitzt daher eine der Anzahl der Schaltkammerpole 11, 12 und 28 entsprechende Anzahl von Kammern 29, 30 und 31, die ebenfalls an den Ecken des gleichschenkligen Dreiecks, auf dem die Schaltkammerpole 11, 12 und 28 angeordnet sind, einander zugeordnet sind. Die Kammer 29 für den Schaltkammerpol 11 umschließt den Schaltkammerpol 11 derart, dass der Abstand der Außenfläche des Schaltkammerpoles 11 und der Innenfläche der Kammer 29 so bemessen ist, dass Überschläge zwischen dem Schaltkammerpol 11 zu dem Gehäuse 21 verhindert sind. Die Kammer 29 ist von der Kammer 31 und 30 jeweils durch eine Zwischenwand 32, 33 getrennt, sodass die Zwischenwände 32 und 33 sowohl je einen Teil der Kammer 29 als auch einen Teil der Kammern 30 beziehungsweise 31 bilden und in entsprechender Weise alle Kammern voneinander trennen. Die einzelnen Kammern 29, 30, 31 sind etwa rohrförmig ausgebildet, und im Bereich der Schaltkammerpole 11, 12, 28 selbst ist eine Gasverbindung zwischen den Kammern 29, 30 und 31 nicht gegeben.
- Die einzelnen Kammern 29, 30 und 31 sind zu ihren freien Enden hin offen und gemeinsam jeweils mit den Kammern 29, 30, 31 abdeckenden Deckeln 22, 23 abgeschlossen. Die Innenräume der Deckel 22, 23 bilden somit die Gasverbindung der Kammern 29, 30, 31 an den beiden Enden des Gehäuses 21.
- Dadurch, dass die einzelnen Kammern 29, 30 und 31 wie Einzelkapselungen wirken, was insbesondere aus der
Fig. 3 deutlich ersichtlich ist, wird einerseits der Platzbedarf reduziert und andererseits die Menge des innerhalb des Gehäuses 21 befindlichen Isoliergases gegenüber einer sogenannten Kessellösung deutlich verringert. - Mit anderen Worten: das Leistungsschaltergehäuse 21 zwischen den Stirnenden wird durch einzelne Rohre gebildet, die dreieckförmig, wie aus der
Fig. 3 deutlich ersichtlich ist, aneinander gelegt sind, wobei jeweils zwei Rohre, die Kammer 29 und 31 beziehungsweise 29 und 30 jeweils über die beiden gemeinsamen Zwischenwände 32, 33 verbunden sind. - Die
Fig. 1 zeigt das Gehäuse 21, an dem senkrecht zu der durch die beiden Schaltkammern 30 und 31 aufgespannten Ebene drei Domstutzen 34, 35 und 36 angeformt sind, von denen in derFig. 2 der Domstutzen 35 näher dargestellt ist. - Es sei nun die
Fig. 3 betrachtet. - Der Domstutzen 36, der den Domstutzen 34 und 35 gleicht, ist rechteckförmig im Querschnitt, wobei je zwei Seitenwände 39 senkrecht zur Längserstreckung der Schaltkammern 29, 30 und 31 verlaufen, wogegen die Seitenwände 39 etwa parallel zu der Längserstreckung verlaufen; die Seitenwände 39 münden etwa tangential in die Außenflächen der Kammern 31 und 30 ein und sind zusammen mit den Seitenwänden 38 sich verjüngend ausgerichtet, sodass sich die Querschnittsfläche, die parallel zu der durch die Schaltkammern 31 und 30 verlaufenden Ebene verläuft, hin zum freien Ende der Seitenwände 38 und 39 leicht verjüngt. Die Seitenwände 38 und 39 sind an ihren freien Enden mit einer Abschlusswand 40 verbunden, die den Dom 36 und damit auch die Dome 34 und 35 nach oben hin abschließt. In der Abschlusswand 40 befinden sich Öffnungen 41, 42 und 43, in denen Scheiben- oder Schottisolatoren 44, 45 und 46 gasdicht eingesetzt sind, die mit Anschlussleitungen 47, 48, 49 verbunden werden können. Die Anschlussleitungen 47, 48, 49 führen dann in nicht näher dargestellter Weise zu einer Sammelschienenanordnung.
- Die Ausführung des Domstutzens 34 ist die Gleiche wie die des Domstutzens 36; die dort eingesetzten Isolatoren und Leitungsdurchführungen sind deshalb hier nicht näher beschrieben.
- Die Domstutzen 34, 35 und 36 können jeweils mit einem Abschlussdeckel 37 als Blindabdeckung verschlossen werden. In der
Fig. 2 sind die den Seitenwänden 39 entsprechenden Seitenwände 50 und 51 von innen zu sehen, wobei diese Seitenwände in derFig. 3 nicht sichtbar sind. - Das Leistungsschaltergehäuse 21 ist zusammen mit den darin angeordneten Leistungsschalterpolen oder Schaltkammerpolen 11, 12 und 28 liegend angeordnet und mittels seiner Flansche 26 und 27 über Träger 52 auf einem Tragegestell 53 befestigt.
- Die Anmeldung ist beschrieben für Leistungsschalterpole, die an den Ecken eines Dreiecks angeordnet sind. Eine entsprechende Lösung kann aber auch dann vorgesehen sein, wenn die einzelnen Leistungsschalterpole in einer Ebene liegen, wie in
Fig. 4 dargestellt ist. Diese können dann in gleicher Weise von jeweils einem Rohr so umgeben sein wie bei der Anordnung gemäß denFiguren 1 bis 3 und ebenso drei Domstutzen 34, 35 und 36 mit Scheiben- oder Schottisolatoren 34, 35 und 36 aufweisen, die jedoch in derFig. 4 nicht dargestellt sind. -
- 10
- Leistungsschalter
- 11
- Leistungsschalterpol
- 12
- Leistungsschalterpol
- 13
- Schaltkammer
- 14
- Schaltstange
- 15
- Joch
- 16
- Zentralteil
- 17
- Arm
- 18
- Übertragungsstange
- 19
- Schubdurchführung
- 20
- Antrieb
- 21
- Leistungsschaltergehäuse, Gehäuse
- 22
- Deckel
- 23
- Deckel
- 24
- Flansch
- 25
- Flansch
- 26
- Flansch
- 27
- Flansch
- 28
- Leistungsschalterpol
- 29
- Kammer
- 30
- Kammer
- 31
- Kammer
- 32
- Zwischenwand
- 33
- Zwischenwand
- 34
- Domstutzen
- 35
- Domstutzen
- 36
- Domstutzen
- 37
- Abschlussdeckel
- 38
- Seitenwand
- 39
- Seitenwand
- 40
- Abschlusswand
- 41
- Öffnung
- 42
- Öffnung
- 43
- Öffnung
- 44
- Schottisolator
- 45
- Schottisolator
- 46
- Schottisolator
- 47
- Anschlussleitung
- 48
- Anschlussleitung
- 49
- Anschlussleitung
- 50
- Seitenwand
- 51
- Seitenwand
- 52
- Träger
- 53
- Gestell
- 55
- Sicherheitseinheit
Claims (9)
- Mehrphasiger, insbesondere dreiphasiger, metallgekapselter, gasisolierter Hochspannungsleistungsschalter, mit je einem Leistungsschalterpol (11), (12), (28) pro Phase, die miteinander in einem gemeinsamen Leistungsschaltergehäuse (21) untergebracht sind, und mit wenigstens zwei Anschlussabgängen pro Phase, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsschaltergehäuse (21) eine der Anzahl der Pole (11), (12), (28) entsprechende Anzahl von an ihren Stirnenden offenen Kammern (29), (30), (31) aufweist, in denen die Pole (11), (12), (28) angeordnet sind, und dass die offenen Stirnenden der Kammer (29), (30), (31) mittels je eines die Stirnenden überdeckenden domartigen Deckels (22), (23) verschlossen sind, so dass die Gasverbindung zwischen den einzelnen Kammern (29), (30), (31) über die durch die Deckel (22), (23) erzeugten Verbindungsräume ermöglicht ist.
- Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (29), (30), (31) durch Rohre gebildet sind, in denen die Pole (11), (12), (28) angeordnet sind, wobei der Abstand des Außendurchmessers der Pole (11), (12), (28) vom Innendurchmesser der Rohre durch die Isolierfähigkeit des Gases bestimmt ist.
- Leistungsschalter, nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsschalterpole (11), (12), (28) bildenden Rohre ebenfalls dreieckförmig einander zugeordnet sind.
- Leistungsschalter, nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsschalterpole (11), (12), (28) in einer Ebene angeordnet sind.
- Leistungsschalter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen die Kammer (29), (30), (31) bildenden Rohre von den jeweils benachbarten mittels einer gemeinsamen Trennwand getrennt sind.
- Leistungsschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände zwischen den Kammern (29), (30), (31) jeweils Teile der Rohre bilden.
- Leistungsschalter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsschaltergehäuse (21) Domstutzen (34), (35) und (36) aufweist, die senkrecht zur Längserstreckung vom Gehäuse (21) aus vorspringen beziehungsweise an diesen angeformt sind, wobei an den freien Abschlusswänden (40) Öffnungen (41), (42), (43) vorgesehen sind, in die Schottungsisolatoren einsetzbar sind.
- Leistungsschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt drei Domstutzen (34), (35), (36) vorgesehen sind, von denen der eine Domstutzen die zu den Leistungsschalterpolen (11), (12), (28) führenden Zuleitungen und die beiden anderen zu einer ersten oder einer zweiten Sammelschiene führen, wobei der keine Anschlussleitungen aufweisende Domstutzen mit einer Blindplatte verschließbar oder verschlossen ist.
- Leistungsschalter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der der eigentlichen Schaltkammer (29), (30), (31) der Leistungsschalterpole (11), (12), (28) entgegengesetzt liegende Deckel (22), (23) eine Schubdurchführung (19) für einen Antrieb (20) der Leistungsschalterpole aufweist.
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