NL8900709A - Een of meerfasige middenspannings-schakelinrichting en een hiermee samengestelde middenspannings-verdeelinrichting. - Google Patents

Description

Eén- of meerfasige middenspannings-schakelinrichting en een hiermee samengestelde middenspannings-verdeelinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een één- of meerfasige midden-spannings-schakelinrichting, omvattende een metalen behuizing waarin één of meer schakelaars voorzien van een bedieningsmechanisme alsmede verdere componenten zijn ondergebracht, waarbij voor het onderling en ten opzichte van de metalen behuizing isoleren van de schakelaars en de verdere componenten vaste-stofisolatie is toegepast.

Naast met vaste-stof geïsoleerde schakelinrichtingen van deze soort zijn in de praktijk ook met een isolatiegas gevulde, met olie gevulde en lucht-geïsoleerde middenspannings-schakelinrichtingen bekend. Gas- en olie-geïsoleerde schakelinrichtingen hebben het nadeel dat er een lekdichte behuizing moet worden verschaft, om te voorkomen dat het gas of de olie weglekt, waardoor de schakelinrichting onbruikbaar wordt. Schakelinrichtingen waarbij de isolatie uit lucht bestaat, zijn in de regel tamelijk volumineus. Om met vaste-stof, zoals giethars, geïsoleerde componenten te kunnen toepassen is een mechanisch stijve behuizing vereist om onder meer te voorkomen dat het giethars aan ongewenste torsiespanningen wordt onderworpen. Dergelijke mechanische belastingen veroorzaken scheurtjes en breuk van het giethars, als gevolg waarvan de isolatiegraad vermindert en de schakelinrichting niet meer aan zijn specificaties voldoet.

In de praktijk bekende behuizingen voor onder meer giethars-geïso-leerde componenten bestaan meestal uit een frame, voorzien van een web van verbindingsstangen, tussenschotten etc. om de beoogde mechanische stijfheid te bewerkstelligen. Eén van de gevolgen van deze maatregelen is dat naast de complexiteit ook de totaal benodigde hoeveelheid materiaal en bij gevolg ook het gewicht van de totale constructie aanzienlijk toeneemt evenals de tijd welke nodig is om de behuizing te monteren. De verstevigingsconstructie maakt in het algemeen koppeling van meerdere behuizingen moeilijk, zo niet onmogelijk.

Aan de uitvinding ligt daarom de opgave ten grondslag om een constructief eenvoudige, in het bijzonder voor toepassing van giethars-geïsoleerde elektrische componenten voldoende stijve behuizing te verschaffen. Volgens de uitvinding is dit daardoor opgelost, dat de behuizing is opgebouwd uit een rechthoekige metalen bak, met zijwanden, een bodemwand en nabij de hoekpunten aangebrachte staanders, in welke bak het bedieningsmechanisme van de schakelinrichting is ondergebracht, waarbij de ene of meerdere schakelaars van een bepaalde fase en de verdere componenten hiervan door een omhulling van een vaste-stofisola-tie tot een constructief geheel zijn samengevoegd en in de, door de staanders begrensde ruimte aan de bodemplaat van de bak zijn opgehangen, waarbij de behuizing door middel van aan de staanders bevestigde metalen platen en de bak door middel van een metalen bovenplaat is gesloten.

Het bedieningsmechanisme van de schakelinrichting, dat in het algemeen uit een aantal op elkaar inwerkende hefbomen, vergrendelpallen en dergelijke bestaat dient in een mechanisch stijve bak te worden ondergebracht, om het betrouwbaar functioneren hiervan te garanderen. Overeenkomstig de uitvindingsgedachte wordt deze bak nu als de basis voor het bevestigen van de vaste-stof geïsoleerde componenten toegepast. Door de schakelaars en de aansluitrails van een betreffende fase als een constructief geheel in één omhulling onder te brengen, kan in principe worden volstaan met bevestiging aan de bodemplaat van de bak, welke op zich reeds een voor het betrouwbaar functioneren van het bedieningsmechanisme mechanisch stijf dient te zijn uitgevoerd. Door het vervolgens aanbrengen van zij-, achter-, voor- en bovenplaten en desgewenst een onderplaat wordt een stabiele en aanraakveilige behuizing verkregen.

in afwijking van in de praktijk bekende behuizingen voor bijvoorbeeld giethars-geïsoleerde componenten zijn bij de uitvoeringsvorm volgens de uitvinding verder geen verstevigings- of verbindingsstangen of dergelijke noodzakelijk. Gebleken is dat een op deze wijze vervaardigde behuizing ca. één derde weegt van de gebruikelijke behuizingen. Een dergelijke gewichtsbesparing is van voordeel omdat hierdoor minder zware eisen aan transport- en hijsinrichtingen voor het vervoeren en plaatsen van dergelijke schakelinrichtingen worden gesteld, alsmede aan dé hiervoor benodigde funderingen.

Een verdere uitvoeringsvorm van de schakelinrichting volgens de uitvinding, voorzien van één of meer hoogspanningssmeltveiligheden heeft het kenmerk, dat voor elke smeltveiligheid een uit vaste-stof isolatie, cilindervormige houder met een opening voor het opnemen van een smeltveiligheid is verschaft, welke houder in een dusdanige schuine stand m de behuizing aan de genoemde omhulling is opgehangen, dat zijn opneem-opening tegenover de bodemwand van de bak is gelegen en vanaf een zijde van de behuizing toegankelijk is, waarbij de plaat van de betreffende zijde in twee helften is verdeeld, waarvan de nabij de bak gelegen helft losneembaar is uitgevoerd voor het monteren of demonteren van een smeltveiligheid.

Door de schuine opstelling van de houders voor de smeltveiligheden wordt bereikt dat deze houders als geheel aan de omhulling van de scha kelaars en de overige componenten kunnen worden opgehangen en dat voor het monteren en demonteren van smeltveiligheden slechts de helft van de voorplaat hoeft te worden verwijderd, hetgeen geen nadelige invloed heeft op de stijfheid van de behuizing.

Middenspannings-schakelinrichtingen worden veelal toegepast in verdeelnetten, voor het verbinden van een ringleiding met een transformator. Voor het beveiligen van de transformator is dan meestal een schakelinrichting voorzien van smeltveiligheden vereist. Om de ringleiding van zowel de ene als de andere kant te kunnen onderbreken worden twee schakelinrichtingen ingezet welke in hoofdzaak alleen van schakelaars zijn voorzien. Als gevolg van de relatief eenvoudige en qua afmetingen uniforme behuizingsopbouw van de schakelinrichting volgens de uitvinding, kunnen twee of meer van dergelijke schakelinrichtingen eenvoudig tot één middenspannings-verdeelinrichting met een gewenste mechanische stijfheid worden samengevoegd.

De uitvinding heeft bijgevolg tevens betrekking op een middenspan-nings-verdeelinrichting, omvattende twee of meer middenspannings-scha-kelinrichtingen volgens de uitvinding, met het kenmerk, dat de afzonderlijke schakelinrichtingen aangrenzend aan elkaar zijn opgesteld, waarbij de naast elkaar gelegen bakken en staanders onderling zijn gekoppeld, en ten minste paarsgewijs van een gemeenschappelijk bovenplaat zijn voorzien. Onderlinge verbinding van aangrenzende bakken, in combinatie met de bovenplaat levert een mechanisch zeer stijf geheel. Eventuele door-buigingen in opstaande richting van de behuizing, worden in een nog weer verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding daardoor effectief verhinderd, dat de aangrenzend opgestelde schakelinrichtingen tenminste paarsgewijs aan tenminste één zijde van een aan de staanders bevestigde gemeenschappelijke metalen plaat zijn voorzien.

Voor een deskundige zal het duidelijk zijn dat de in het voorgaande besproken uniforme behuizing vele toepassingsmogelijkheden biedt, in het bijzonder voor het onderbrengen van de bij middenspannings-scha-kel- en -verdeelinrichtingen benodigde componenten, waarbij de mogelijkheid van het koppelen van schakelinrichtingen gewenst is, bijvoorbeeld in verband met te verwachten uitbreidingen van elektrische installaties.

De uitvinding heeft daarom voorts betrekking op een behuizing gekenmerkt door tenminste één rechthoekige bak, met zijwanden en een bodemwand, zonodig voorzien van doorvoeropeningen voor het bedienings-mechanisme van één of meer in de behuizing onder te brengen elektrische schakel- of beveiligingsinrichtingen, waarbij de tenminste ene bak nabij de hoekpunten van de bodemwand van staanders is voorzien, met aan de staanders bevestigde metalen platen voor het afsluiten van de daardoor onder de bodemwand van de tenminste ene bak begrensde ruimte en met een bovenplaat die de tenminste ene bak afsluit, en waarbij in het geval van meerdere aangrenzend aan elkaar opgestelde bakken de bovenplaat zich tenminste over twee bakken uitstrekt.

De uitvinding wordt in het navolgende aan de hand van de op de tekening weergegeven figuren nader geïllustreerd. Hierbij tonen:

Fig. 1 schematisch een doorsnede door een typische middenspan-nings-schakelinrichting ondergebracht in een behuizing overeenkomstig de uitvinding,

Fig. 2 schematisch, perspectivisch met uiteengenomen delen de behuizing voor een middenspannings-schakelinrichting overeenkomstig de uitvinding, en

Fig. 3 tot en met 7 schematisch uitvoeringsvormen van middenspan- nings-schakelinrichtingen en middenspannings-verdeelinrichtmgen overeenkomstig de uitvinding.

De in fig. 1 in doorsnede schematisch weergegeven uitvoeringsvorm van een middenspannings-schakelinrichting volgens de uitvinding is geschikt voor 12-24 kV hoogspanningsinstallaties. De schakelinrichtmg is voorzien van een bedieningsmechanisme 1, bestaande uit diverse hefbomen, vergrendelpallen enz., dat in een metalen bak 2 ia ondergebracht, welke van zijwanden 3, 4, 5, 6 en een bodemwand 7 is voorzien. De wanden 3-7 van de bak 2 hebben een zodanige dikte dat een mechanisch stijve constructie is verkregen, hetgeen nodig is om een betrouwbare werking van het bedieningsmechanisme te kunnen garanderen.

in de bodemwand 7 van de bak 2 zijn doorvoeropeningen aangebracht welke leiden naar respectievelijk een vacuumonderbreker 8, een keuze-schakelaar 9 en een houder 10 voor een smeltveiligheid 11. De vacuumonderbreker 8 en de keuzeschakelaar 9 alsmede het daarmee gekoppelde railsysteem 12 worden als één constructief geheel door een giethars-omhulling 13 omgeven, die met behulp van bouten 14 aan de bodemwand 7 van de bak is opgehangen.

De houder 10 voor een smeltveiligheid 11 kan naar keuze aanwezig zijn en met de vacuumonderbreker 8 worden gekoppeld en is bijgevolg van een eigen gietharsomhulling voorzien.

De bak 2 is aan zijn hoeken van staanders 15 voorzien, zoals L-, H-, U-profielen, buizen of dergelijke. Hoewel de staanders 15 een zekere draaiing ten opzichte van de langsas van de behuizing toelaten, heeft dit geen ongewenste torsiespanningen in de giethars-isolatie tot gevolg, omdat de bodemwand 7 als gevolg van de stijve constructie van de bak 2 een stabiel draagvlak vormt.

Bij de gebruikelijke schakelinrichtingen waarin giethars-geïso-leerde componenten worden toegepast, worden deze afzonderlijk aan verschillende delen van de behuizing bevestigd, hetgeen noodzaakt tot het aanbrengen van verstevigingsconstructies in de vorm van verbindingsstan-gen of profielen welke zich dwars, diagonaalsgewijs etc, door de behuizing kunnen uitstrekken, om de voor giethars-geïsoleerde componenten benodigde mechanische stijfheid te verschaffen.

In fig. 2 is de behuizing volgens de uitvinding schematisch, perspectivisch weergegeven, waaruit duidelijk is te zien dat de bak 2 voor het schakelmechanisme zich aan de bovenzijde van de behuizing over het gehele dwarsoppervlak daarvan uitstrekt. In verband met voorschriften omtrent aanraakbeveiliging zijn metalen platen 16 van verschillende afmetingen verschaft, welke aan de staanders 15 worden bevestigd. Voor de bak 2 is een aparte bovenplaat 17 voorzien.

Zoals uit fig. 1 is te zien, is de houder 10 voor de smeltveilig-heid 11 met zijn opneemopening 18 schuin, in de richting naar de bodemplaat 7 van de bak 2 opgesteld, en vanaf de bedieningszijde 19 van de schakelinrichting toegankelijk. Het voordeel van deze schuine opstelling van de houder 10 is gelegen in het feit dat voor het verwijderen c.q. aanbrengen van een smeltveiligheid in de houder 10 slechts een gedeelte van de plaat aan de bedieningszijde 19 hoeft te worden verwijderd, zodat de overige delen van de schakelinrichting aanraakveilig beschermd blijven. De schuine opstelling van de houder 10 heeft verder als voordeel dat er voor het manoeuvreren met een smeltveiligheid 11 relatief weinig ruimte buiten de behuizing van de schakelinrichting nodig is. Dit laatste maakt deze schakelinrichting bijzonder geschikt voor toepassing in kleine verdeelstations, transformatorhuisjes etc.. De hoek waaronder de houder 10 is opgesteld is zodanig gekozen, dat het verwisselen van een smeltveiligheid 11 binnen de totale hoogte van de behuizing kan gebeuren, middels de daarvoor verschafte grijpinrichting 20, welke tevens als verbindingskap van een aansluitelektrode van de smeltveiligheid 11 naar de overige delen van de schakelinrichting dient.

Door het ontbreken van verstijvingsprofielen, zoals in het voorgaande reeds genoemd, is de behuizing volgens de uitvinding bij uitstek geschikt voor een modulair stelsel, waarmee twee of meer schakelinrichtingen tot één verdeelinrichting kunnen worden samengevoegd.

In de figuren 3 en 4 zijn schematisch de twee belangrijkste uitvoeringsvormen van middenspannings-schakelinrichtingen voor het opbouwen van een dergelijke verdeelinrichting weergegeven. Fig. 3 toont een module met een combinatie van een keuzeschakelaar 9 en een onderbreker 8, waaraan in de module volgens fig. 4 een smeltveiligheid 11 is toegevoegd. Beide modules hebben uniforme afmetingen. Hoewel de bijbehorende elektrische schema's eenfasig zijn getekend, zal het voor een deskundige duidelijk zijn dat bij een bijvoorbeeld driefasen elektrische installatie elke module van drie ketens zoals getoond is voorzien.

Fig. 5 toont een typische opbouw van een middenspannings-verdeel-inrichting voor toepassing in een ringnet. De verdeelinrichting is opgebouwd uit twee modules zoals getoond in fig. 3 en een module zoals getoond in fig. 4, welke bijvoorbeeld naar een transformator leidt.

Zoals uit fig. 5 is te zien zijn de naast elkaar opgestelde modules van een gemeenschappelijke bovenplaat 17' voorzien. Door toepassing van deze bovenplaat 17', samen met het onderling verbinden van naast elkaar gelegen bakken en staanders, wordt een voor giethars- geïsoleerde componenten vereiste stabiele, behuizing verkregen, waarbij de bodem-vlakken 7 van de afzonderlijke modules een torsievrij referentievlak vormen. Door gebruik te maken van onderhoudsvrije bedieningssystemen, is verwijdering van de bovenplaat 17' niet noodzakelijk, zodat de torsie-vrije behuizingsconstructie onder alle omstandigheden gehandhaafd blijft.

Om een zekere doorbuiging van de behuizing in het vlak dwars op de bovenplaat 17' te verhinderen, kan de achterwand van de verdeelinrichting, dat is de wand tegenover de bedieningszijde 19 van de schakel-inrichtingen, eveneens als een gemeenschappelijke plaat worden uitgevoerd (niet getoond).

Fig. 6 toont schematisch een ander type verdeelinrichting, opgebouwd uit modules met een behuizing volgens de uitvinding. De middelste module bevat een zogeheten meetveld, waarin transformatoren 21, 22 voor meetdoeleinden zijn ondergebracht. De bovenplaten 17', 17" strekken zich over drie respectievelijk twee naast elkaar opgestelde schakel- inrichtingen uit.

Fig. 7 toont een uitgebreide verdeelinrichting, opgebouwd uit acht modules volgens fig. 3. Hierbij zijn twee bovenplaten 17’ gebruikt, „elke zich elk over de drie buitenste modules uitstrekken en een bovenplaat 17" die zich over de twee middelste modules uitstrekt.

Zoals in het voorgaande beschreven, voorziet de uitvinding in modulaire middenspannings-schakelinrichtingen, met een relatief eenvoudige behuizingsconstructie, waarmee verdeelmnchtingen kunnen worden opgebouwd met een mechanisch voldoende stijve constructie welke toepassing van giethars-geïsoleerde componenten toelaat. Voor een deskundige is het duidelijk dat er een groot aantal combinaties mogelijk is, waarbij de afzonderlijke modules in plaats van de getoonde zij-aan-zij-rangschikking bijvoorbeeld ook met him ruggen tegen elkaar kunnen worden opgesteld, eveneens voorzien van zich over meerdere modules uitstrekkende bovenplaten voor het verschaffen van een gewenste mechanisch stijve behuizing.

Hoewel de uitvinding is geïllustreerd aan de hand van giethars-geïsoleerde componenten, is deze uiteraard niet tot dit type vaste-stof isolatiemateriaal beperkt.

Claims (5)

1. Eén- of meerfasige middenspannings-schakelinrichtmg, omvattende een metalen behuizing waarin één of meer schakelaars voorzien van een bedieningsmechanisme alsmede verdere componenten zijn ondergebracht, waarbij voor het onderling en ten opzichte van de metalen behuizing isoleren van de schakelaars en de verdere componenten vaste-stofisolatie is toegepast, met het kenmerk, dat de behuizing is opgebouwd uit een rechthoekige metalen bak, met zijwanden, een bodemwand en nabij de hoekpunten aangebrachte staanders, in welke bak het bedieningsmechanisme van de schakelinrichting is ondergebracht, waarbij de ene of meerdere schakelaars van een bepaalde fase en de verdere componenten hiervan door een omhulling van een vaste-stofisolatie tot één constructief geheel zijn samengevoegd en in de, door de staanders begrensde ruimte aan de bodemplaat van de bak zijn opgehangen, waarbij de behuizing door middel van aan de staanders bevestigde metalen platen en de bak door middel van een metalen bovenplaat is gesloten.

2. Eén- of meerfasige middenspannings-schakelinrichting volgens conclusie 1, voorzien van één of meer hoogspannings-smeltveiligheden, met het kenmerk, dat voor elke smeltveiligheid een uit vaste-stofisolatie opgebouwde, cilindervormige houder met een opening voor het opnemen van een smeltveiligheid is verschaft, welke houder in een dusdanige schuine stand in de behuizing aan de genoemde omhulling is opgehangen, dat zijn opneemopening tegenover de bodemwand van de bak is gelegen en vanaf een zijde van de behuizing toegankelijk is, waarbij de plaat van de betreffende zijde in twee helften is verdeeld, waarvan de nabij de bak gelegen helft losneembaar is uitgevoerd voor het monteren of demonteren van een smeltveiligheid.

3. Middenspannings-verdeelinrichting, omvattende twee of meer middenspannings-schakelinrichtingen volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de afzonderlijke schakelinrichtingen aangrenzend aan elkaar zijn opgesteld, waarbij de naast elkaar gelegen bakken en staanders onderling zijn gekoppeld, en ten minste paarsgewijs van een gemeenschappelijke bovenplaat zijn voorzien.

4. Middenspanningsverdeelinrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de aangrenzend opgestelde schakelinrichtingen ten minste paarsgewijs aan ten minste één zijde van een aan de staanders bevestigde gemeenschappelijke metalen plaat zijn voorzien.

5. Behuizing volgens een of meer van de voorgaande conclusies, 2 kenmerkt door tenminste één rechthoekige bak, met zijwanden en een bodemwand, zonodig voorzien van doorvoeropeningen voor het bedieningsme-chanisme van één of meer in de behuizing onder te brengen elektrische schakel- of beveiligingsinrichtingen, waarbij de tenminste ene bak nabij de hoekpunten van de bodemwand van staanders is voorzien, met aan de staanders bevestigde metalen platen voor het afsluiten van de daardoor onder de bodemwand van de tenminste ene bak begrensde ruimte en met een bovenplaat die de tenminste ene bak afsluit, en waarbij in het geval van meerdere aangrenzend aan elkaar opgestelde bakken de bovenplaat zich tenminste over twee bakken uitstrekt.