SE440573B

SE440573B - CAPSLAT STELLVERK

Info

Publication number: SE440573B
Application number: SE7808158A
Authority: SE
Inventors: F Hollmann; H Horchens
Original assignee: Driescher Spezialfab Fritz
Priority date: 1977-07-27
Filing date: 1978-07-26
Publication date: 1985-08-05
Also published as: DE2733777A1; NL7807941A; DE2733777C2; SE7808158L; BE869312A

Description

7808158-5 Denna skrymmande uppbyggnad omöjliggör ekonomisk framställning av medelspänningsställverk i stora serier. Genom att enligt upp- finningen använda ett jämförelsevis lågt tryck hos isolergasen, som genom försök visat sig vara tillräckligt, blir det möjligt att framställa höljet av jämförelsevis tunn och billig plåt, som lätt kan bearbetas och vars tjocklek ej eller enbart obe- tydligt överstiger väggtjockleken hos höljen för konventionella, metallkapslade medelspänningsställverk. Detta är förklarligt,ef- tersom höljets ringa dimensioner, som möjliggöres till följd av isolergasfyllningen, resulterar i väggar med motsvarande små ytor; I princip är det även möjligt att framställa höljen av vanliga i handeln förekommande konstisolermaterial, men detta är mindre lämpligt till följd av det beröringsskydd, som lätt uppnås vid metallhöljen genom jordning. Uppfinningen är i prin- cip tillämpbar på samtliga ställverk för medelspänning. Till följd av höljets små dimensioner och ej minst hållfastheten hos innehållet i hermetiskt slutna höljen gentemot yttre inflytanden är emellertid gasisolerade ställverk särskilt lämpade för använd- ning vid frilufttransformatorstationer. En här ofta erforderlig utföringsform är en med strömställare utrustad fördelare, som förbinder en till en transformator ledande grenledning med en nätringledning. En utföringsform av ställverket enligt uppfin- ningen är särskilt lämplig för ett dylikt ändamål, vid vilken i beroende av antalet ledare i grenledningen en inbyggd en- eller flerpolig lastfrånskiljare förbinder anslutningarna för ändarna av en avbruten ringledning och en frånskiljare ingår, som i ett omkopplingsläge förbinder anslutningen för grenledningen med en kontakt på lastfrånskiljaren. 7808158-5 This bulky structure makes it impossible to economically produce medium-voltage switchgear in large series. By using, according to the invention, a comparatively low pressure of the insulating gas, which through experiments has proved to be sufficient, it becomes possible to produce the casing of comparatively thin and cheap sheet metal, which can be easily processed and whose thickness does not or only insignificantly exceed the wall thickness. of housings for conventional, metal-encapsulated medium-voltage switchgear. This is explicable, since the small dimensions of the casing, which are made possible as a result of the insulating gas filling, result in walls with correspondingly small surfaces; In principle, it is also possible to produce casings from common commercially available art insulation materials, but this is less suitable due to the contact protection which is easily achieved with the metal casings by earthing. The invention is in principle applicable to all switchgear for medium voltage. However, due to the small dimensions of the housing and not least the strength of the contents of hermetically sealed housings against external influences, gas-insulated switchgear is particularly suitable for use at outdoor transformer stations. An embodiment often required here is a distributor equipped with a switch, which connects a branch line leading to a transformer to a mains ring line. An embodiment of the switchgear according to the invention is particularly suitable for such a purpose, in which, depending on the number of conductors in the branch line, a built-in single or multi-pole load disconnector connects the connections for the ends of an interrupted ring line and a disconnector is included, which connects in a switching position the connection for the branch line with a connector on the disconnector.

Denna i grenledningen inkopplade frånskiljare är lämpligen en omkopplare med tre omkopplingslägen, i vilka den valfritt för- binder anslutningen för grenledningen med någon av lastfrånskil- jarens båda kontakter eller skiljer anslutningen från båda kon- takterna. Till följd av denna uppbyggnad och genom användning av isolergas inom nämnda tryckområde erhålles ett ställverk med små dimensioner, som kan framställas ekonomiskt och lätt kan inbyggas i transformatorstationer med små utrymmen. Lastfrånskiljaren tjä- nar till att förbinda ändarna av en avbruten nätringledning me- 7sos1sa-5' dan den såsom omkopplare utformade frånskiljaren valfritt för- binder grenledningen med någon av ringledningens ändar eller skiljer denna helt från ringledningen. Man har härvid förut- satt, att i grenledningen väsentligt lägre strömmar flyter än i ringledningen, vilka utan risk kan brytas medelst en enkel frånskiljare, som saknar organ för ljusbâgsläckning. Detta gäl- ler i synnerhet, när en isolergas, företrädesvis svavelhexa- fluorid användes, som samtidigt har goda egenskaper med hänsyn till dylik släckning.This disconnector connected in the branch line is suitably a switch with three switching positions, in which it optionally connects the connection for the branch line to one of the two contacts of the load disconnector or separates the connection from both contacts. As a result of this construction and by using insulating gas within said pressure range, a switchgear with small dimensions is obtained, which can be manufactured economically and can easily be built into transformer stations with small spaces. The load disconnector serves to connect the ends of an interrupted mains ring line while the disconnector designed as a switch optionally connects the branch line to one of the ends of the ring line or separates it completely from the ring line. It has been assumed here that substantially lower currents flow in the branch line than in the ring line, which can be broken without risk by means of a simple disconnector which lacks means for arc extinguishing. This is especially true when an insulating gas, preferably sulfur hexafluoride, is used, which at the same time has good properties with regard to such quenching.

De samverkande kontakterna på varje lastfrånskiljarpol bör där- emot vara anordnade i en hermetiskt tillsluten släckkammare. Här- igenom förhindras gasutbyte och eventuell tryckutjämning mellan släckkamrarna och höljerummet och undgås föroreningar i detta rum till följd av rester vid lastfrånskiljarens omställning. Förore- ningar, som t ex. uppkommer vid omkopplarens brytning vid belast- ning, är försumbart små till följd av höljerummets avsevärt större volym, så att gasfyllningens isoleringsförmâga ej kan pâverkas ogynnsamt.The cooperating contacts on each disconnector pole, on the other hand, should be arranged in a hermetically sealed extinguishing chamber. This prevents gas exchange and possible pressure equalization between the extinguishing chambers and the housing compartment and avoids contamination in this compartment due to residues during the adjustment of the disconnector. Pollutants, such as occurs when the switch is broken under load, are negligibly small as a result of the considerably larger volume of the casing space, so that the insulating capacity of the gas filling cannot be adversely affected.

Uppfinningen beskrives närmare nedan i exempelform med ledning av åtföljande ritning, där fig. 1 visar ett trepoligt utförande av det gastätt kapslade ställverket och fig. 2 samma ställverk med avtagen övervägg och vissa detaljer i tvärsnitt.The invention is described in more detail below in exemplary form with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a three-pole embodiment of the gas-tight encapsulated switchgear and Fig. 2 the same switchgear with a removed top wall and certain details in cross section.

Ett hölje 1 består av gastätt sammansvetsade plâtväggar och jor- das på vanligt sätt på installationsplatsen, innan ställverket tages i drift. I höljets 1 framvägg är tre grupper om vardera tre över varandra anordnade genomföringar 2, 3 och 4 gastätt införda.A housing 1 consists of gas-tight welded sheet metal walls and is earthed in the usual way at the installation site, before the switchgear is put into operation. In the front wall of the housing 1, three groups of three penetrations 2, 3 and 4 arranged one above the other are inserted gas-tight.

De yttre kontakterna 3a och 4a tjänar till anslutning av ledarna i en avbruten trefas ringledning, medan de yttre kontakterna 2a tjänar till anslutning av ledarna i en även trefasig grenledning, som sträcker sig till en transformator. De yttre genomföringskon- takterna kan på vanligt sätt bestå av skruvanslutningar, men vi- sas här såsom hylskontakter för normala helt isolerade kabelstift- kontakter. Dylika stiftkontakter medför fullkomligt skydd mot be- röring och mot nedsmutsning av kontaktställena och är därför sär- skilt lämpliga, när anläggningen är installerad på fuktiga och dam- miga ställen.The outer contacts 3a and 4a serve to connect the conductors in an interrupted three-phase ring line, while the outer contacts 2a serve to connect the conductors in an even three-phase branch line, which extends to a transformer. The external bushing connectors can usually consist of screw connections, but are shown here as socket connectors for normal fully insulated cable pin connectors. Such pin contacts provide complete protection against contact and contamination of the contact points and are therefore particularly suitable when the system is installed in damp and dusty places.

Inuti höljet 1 befinner sig en trepolig lastfrânskiljare 6 och en 7808158-5 _ 4 såsom omkopplare utformad trepolig frånskiljare 5. Lastfrån- skiljarpolerna omfattar i var sin gastätt kapslad släckkammare en ej synlig fast kontakt jämte ett axiellt rörligt kontakt- stift 14, som med sin ena ände skjuter ut utanför släckkammare.Inside the housing 1 there is a three-pole load separator 6 and a three-pole separator 5 designed as a switch. The load separator poles each comprise in each gas-tight encapsulated extinguishing chamber an invisible fixed contact and an axially movable contact pin 14, which with its one end protrudes outside the extinguishing chamber.

Lastfrânskiljarpolerna 6 är fästa vid höljets vägg via yttre anslutningsstycken 6a på sina fasta kontakter och via var sin isolator 17. Den jordade höljeväggen förhindrar uppkomst av krypströmbanor mellan anslutningsstyckena 6a. Anslutningsstyc~ kena 6a är via strömskenor 22 och 20 elektriskt förbundna med var sin inre kontakt på genomföringarna 4, medan de utstående ändarna av kontaktstiften 14 via böjliga ledningar 23 och ström- skenor 21 är förbundna med de inre kontakterna på genomföringar 3.The load disconnecting poles 6 are attached to the wall of the housing via external connection pieces 6a on their fixed contacts and via their respective insulators 17. The grounded housing wall prevents the formation of creeping current paths between the connection pieces 6a. The connecting pieces 6a are electrically connected via busbars 22 and 20 to their respective internal contacts on the bushings 4, while the protruding ends of the contact pins 14 are connected to the inner contacts on bushings 3 via flexible wires 23 and busbars 21.

Ledningarna 23 bestående till följd den eventuellt höga strömbe- lastningen av i slingor anordnade, flätade band av t.ex. koppar.The lines 23 consisting of the possibly high current load of braided bands of e.g. copper.

Strömskenorna 20 och 21 bildar med sina mot varandra vända fria ändar motkontakter 20a, 21a för de kontaktgivande ändarna Sa av frånskiljarens 5 kontaktknivar. Dessa kontaktknivar är svängbart infästa via vridpunktkontakter 18 vid var sin av de inre kontak- terna på genomföringarna 2.The busbars 20 and 21 form with their free ends facing each other counter-contacts 20a, 21a for the contact-giving ends Sa of the disconnecting knives 5 of the separator 5. These contact knives are pivotally attached via pivot points contacts 18 to each of the internal contacts on the bushings 2.

För gemensam manövrering av lastfrånskiljarens och frånskiljarens poler är kontaktstiften 14 och kontaktknivarnà mekaniskt förbundna via var sin jordad metallskena 12, 13, som är fästa vid desamma medelst enskilda isolerstycken 15 och 16. Denna typ av fastsätt- ning motverkar tillsammans med de jordade metallskenorna bildande av krypströmbanor mellan de rörliga kontakterna på strömställar- polerna. För förbindning av de rörliga strömställarkontakterna med en yttre, ej visad drivanordning finnes i varje fall en med en av metallskenorna 11, 12 samverkande skjut-dragstång 7, 8 jämte en gastät genomföring 9, 10 för stängerna genom en höljevägg. Genom- föringarna 9 och 10 består lämpligen av rörfjädrar av metall, som har förmåga att upptaga även större tryckskillnader mellan hölje- rummet och atmosfären.For joint operation of the poles of the disconnector and the disconnector, the contact pins 14 and the contact knives are mechanically connected via separate grounded metal rails 12, 13, which are attached to them by means of individual insulating pieces 15 and 16. This type of fastening together with the grounded metal rails creep current paths between the movable contacts on the switch poles. In order to connect the movable switch contacts to an external drive device, not shown, there is in each case a push-pull rod 7, 8 cooperating with one of the metal rails 11, 12 and a gas-tight bushing 9, 10 for the rods through a casing wall. The bushings 9 and 10 suitably consist of metal tube springs, which are capable of absorbing even larger pressure differences between the housing space and the atmosphere.

Frånskiljaren 5 befinner sig i det visade läget i sitt brytläge, medan de båda möjliga slutlägena är angivna genom streckade linjer.The separator 5 is in the position shown in its breaking position, while the two possible end positions are indicated by dashed lines.

För att fasthålla de rörliga strömställarkontakterna 5 och 14 i de för tillfället valda omkopplingslägena kan låsorgan ingå, som fast- håller skjutstängerna 7, 8 i deras aktuella läge vid var sin fast punkt, t.ex. vid höljet 1. De rörliga kontakterna med sina drivor- 5 7808158-5 organ kan även på vanligt sätt vara förbundna via fjädersprång~ anordningar mellan var sina två omkopplingslägen, som accelere- rar omkopplingsförloppen och fasthåller de rörliga kontakterna i det för tillfället valda omkopplingsläget.In order to hold the movable switch contacts 5 and 14 in the currently selected switching positions, locking means can be included, which hold the push rods 7, 8 in their current position at their respective fixed point, e.g. at the housing 1. The movable contacts with their drive members can also in the usual way be connected via spring-spring devices between their respective two switching positions, which accelerate the switching processes and hold the movable contacts in the currently selected switching position.

Ett i höljets 1 övre vägg gastätt infäst fönster 24 möjliggör kontroll av de aktuella omkopplingslägena, medan en backventil 25, som är införd i en höljevägg och kan frigöras utifrån och som är anslutningsbar till en isolergaskälla, jämte en gastryck- indikator 26 kompletterar anläggningen.A gas-tight window 24 attached to the upper wall of the housing 1 enables control of the current switching positions, while a non-return valve 25, which is inserted into a housing wall and can be released from the outside and which can be connected to an insulating gas source, together with a gas pressure indicator 26 complements the system.

Claims

7808158-5 Patent claims

Encapsulated switchgear with small dimensions for electrical distribution networks operated with voltages between 1 and 45 kV with a metal housing consisting of preferably gas-tight, flat walls, which is filled with an insulating gas, the pressure of which slightly exceeds the atmospheric pressure, and with gas-tight insulated bushings for mains and branch lines, characterized in that the housing (1) contains a single-pole or multi-pole, with bushings (3, 4) for the ends of an interrupted mains ring line connected to the load disconnectors (6) together with a separator; (5), which in a switching position connects a bushing (2) for a branch line to a contact on the load disconnector (6).

Switchgear according to Claim 1, characterized in that the disconnector (5) is designed as a switch with three switching positions, in which it optionally connects the bushing of the branch line to one of the two contacts of the load disconnector (6) or separates the bushing from both contacts.

Switchgear according to Claim 1 or 2, characterized in that the cooperating contacts on each load-disconnecting pole (6) are arranged in a pressure-tight closing extinguishing chamber in relation to the insulating gas atmosphere in the housing (1), from which one end of an axially movable, pin-shaped contact (14) is tightly extended.

Switchgear according to Claim 3, characterized in that the disconnector terminals are fastened to one of the walls of the housing (1) via external connecting pieces on their fixed connectors and via their respective insulators (3).

Steelworks according to Claim 3 or 4, characterized in that the extinguishing chambers of the load separators (6) are filled with insulating gas under overpressure.

Switchgear according to Claim 3, 4 or 5, characterized in that the extinguishing chambers and the housing (1) are filled with sulfur hexafluoride.

Switchgear according to one of Claims 3 to 6, characterized in that the gas fillings in the extinguishing chambers and the housing (1) are under substantially the same overpressure.

Switchgear according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the operating elements for the switches (5, 6) consist of push rods (7, 8), which are each connected via their respective insulating piece (15, 16) to the movable switches. contacts and axially movably guided through bushings (9, 10) of metal in the walls of the housing (1).

Switchgear according to Claim 8, characterized in that the movable contacts of the switches (5, 6) are connected via the insulating pieces (15, 16) to each grounded metal rail (11, 12), these rails being connected to their respective rods ( 7, 8).

Switchgear according to one of Claims 1 to 9, characterized in that in the case of bushings (3, 4) for mains cable ends, fastening busbars (20, 21) with their opposite ends form counter-contacts (20a, 21a) for the movable contact (5a) of the separator (5) and via lines (22, 23) are each connected to a contact on the load separator (6).

Switchgear according to Claim 10, characterized in that the movable contact pin (14) of the load disconnector (6) is connected to the associated busbar (21) via a flat, loop-guided conductor band (23).

Switchgear according to one of Claims 1 to 11, characterized in that the bushings (2 - 4) on the outside of the housing are provided with socket contacts (2a - 4a) for preferably completely insulated cable pin contacts.

Switchgear according to one of Claims 8 to 12, characterized in that the rods (7, 8) can be locked in their adjustment positions by means of elastic locking means.

Switchgear according to one of Claims 1 to 13, characterized in that the switches (5, 6) are connected to their drive means via jump switch devices.