WO1993020606A1 - Erdungsschalter für eine druckgasisolierte, metallgekapselte hochspannungsschaltanlage - Google Patents

Erdungsschalter für eine druckgasisolierte, metallgekapselte hochspannungsschaltanlage Download PDF

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WO1993020606A1
WO1993020606A1 PCT/DE1993/000189 DE9300189W WO9320606A1 WO 1993020606 A1 WO1993020606 A1 WO 1993020606A1 DE 9300189 W DE9300189 W DE 9300189W WO 9320606 A1 WO9320606 A1 WO 9320606A1
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earthing
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Inventor
Dietrich Pfaff
Regina Schmidt
Christian Pircher
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/075—Earthing arrangements

Definitions

  • the invention relates to an earthing switch for a pressurized gas-insulated, metal-encapsulated high-voltage switchgear assembly with a movable earthing contact arranged in isolation from the earthed encapsulation and, if necessary, an electrical connection bridging the insulating arrangement of the earthing contact.
  • Such earthing switches are used not only to transmit the earth potential to the high-voltage conductor of the switchgear, but also during normal operation, in particular outside the transmission of electrical energy for measurement purposes.
  • the insulating arrangement which is bridged for the function of transmitting the earth potential with the electrical connection, must be effective for the function of the measurement, that is, the bridging must be removed.
  • the invention is based on the object of reliably avoiding overvoltages as a result of discharge processes on the insulating arrangement and, if appropriate, damage to measuring devices connected to them.
  • this object is achieved in that an additional contact arrangement, which forcibly electrically bridges the insulating arrangement, is provided, which ver ⁇ the movable ground contact outside the on and off position in the course of the switching movement between these two positions with the grounded encapsulation binds.
  • the application of the invention ensures that when the electrical connection is broken, the isolating arrangement and a measuring device connected to the grounding contact are automatically protected in a region of the switch-on movement of the grounding contact in which flashovers take place.
  • the movable earthing contact is advantageously a knife switch contact arranged on a rotatably driven shaft, which can be connected to a sliding contact track of the encapsulation arranged concentrically around the shaft via a resilient contact which is movable transversely to the shaft .
  • the movable ground contact is a linearly guided movable switching pin which has an axially parallel
  • the sliding contact surface of the encapsulation can be connected via a resilient contact mounted transversely to the switching pin.
  • FIGS. 1 to 3 schematically show a section of an earthing switch in three different positions between the on and off position during the movement sequence of the movable earthing contact.
  • FIGS. 4 and 5 show a further exemplary embodiment of an earthing switch according to the invention.
  • a high-voltage conductor 2 is provided within the metal encapsulation 1, which can be converted into a galvanic connection with an earthing contact designed as a knife contact 3.
  • the knife contact 3 is torsionally rigid on a drive shaft 4, which can be rotated by a drive located outside the grounded encapsulation 1. This drive is not shown for the sake of simplicity.
  • the bearing 5 supporting the shaft 4 is provided with an insulating arrangement designed for voltages of a few kV, which can be bridged outside the encapsulation 1 by a flexible current band or the like connecting it to the shaft 4.
  • the knife contact moves from the position 6 shown in broken lines (the switch-off position) into the shown position in which a spring-loaded pin 7 of an additional contact arrangement has not yet come into contact with a sliding contact track 8.
  • the knife contact 3 When the earthing switch is moved further into the switch-on position, the knife contact 3 reaches the position shown in FIG. 2, in which the pin 7 touches the sliding contact track 8 and thus forcibly transmits the earth potential of the encapsulation 1 to the knife contact 3. In addition to the existence of the external electrical connection between the shaft 4 and the encapsulation 1, the knife contact 3 is thus grounded, so that overvoltages are kept away from the insulating arrangement of the bearing 5 in this position.
  • FIGS. 4 and 5 show, in a partially sectioned view and in an associated section, a further exemplary embodiment of an earthing switch according to the invention, in which the same parts as in FIGS. 1 to 3 are provided with the same reference symbols.
  • the ground contact is a switching pin 11 which is guided in a straight line via contact rollers 9 and rod guides 10 and can be actuated by a pivot lever 12. 4 shows the switch-off position.
  • a pin 7a which is guided transversely to the switching pin 11, is attached to a sliding contact surface 8a. presses so that the earth potential of the encapsulation 1 is additionally transmitted to the switching pin 11.
  • the pin 7a does not touch the sliding contact surface 8a, so that the earthing switch in this version can be used for measuring purposes if the external electrical connection (not shown) between the encapsulation 1 and the switching pin 11 for external bridging of the insulating arrangement is removed .

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Abstract

Bei einem Erdungsschalter für eine druckgasisolierte, metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage ist der bewegbare Erdungskontakt (3, 11) für Meßzwecke gegenüber der geerdeten Kapselung (1) isoliert angeordnet. Diese Isolieranordnung des Erdungskontaktes (3, 11) wird für die Funktion des Erdungsschaltgerätes durch eine elektrische Verbindung vorzugsweise außerhalb der Kapselung (1) überbrückt. Sie wird aufgehoben, wenn der Erdungskontakt (3, 11) in der Einschaltstellung mit einer Meßvorrichtung verbunden wird. Erfindungsgemäß ist eine zusätzliche die Isolieranordnung zwangsweise elektrisch überbrückende Kontaktanordnung (7, 7a, 8, 8a) vorgesehen, die den bewegbaren Erdungskontakt (3, 11) außerhalb der Ein- und Ausschaltstellung im Verlauf der Schaltbewegung zwischen diesen beiden Stellungen mit der geerdeten Kapselung verbindet. Damit werden Überspannungen infolge von Entladungsvorgängen in der Isolieranordnung und ggf. eine Beschädigung von an den Erdungsschaltern angeschlossenen Meßgeräten sicher vermieden.

Description

Erdungsschalter für eine druckgasisolierte, metallge¬ kapselte Hochspannungsschaltanlage
Die Erfindung bezieht sich auf einen Erdungsschalter für eine druckgasisolierte, metallgekapselte Hochspannungs¬ schaltanlage mit einem gegenüber der geerdeten Kapselung isoliert angeordneten bewegbaren Erdungskontakt und einer bedarfsweise die Isolieranordnung des Erdungskontaktes überbrückenden elektrischen Verbindung.
Derartige, beispielsweise aus der EP-A 0 075 922 bekannte Erdungsschalter, dienen nicht nur zur Übertragung des Erd¬ potentials auf den Hochspannung führenden Leiter der Schaltanlage, sondern auch während des normalen Betriebs insbesondere außerhalb der Übertragung der elektrischen Energie zu Meßzwecken. Die Isolieranordnung, die für die Funktion der Übertragung des Erdpotentials mit der elek¬ trischen Verbindung überbrückt ist, muß für die Funktion der Messung wirksam sein, das heißt die Überbrückung muß aufgehoben sein.
Ein solcher Erdungsschalter ist jedoch im Bereich der Isolieranordnung durch Vorüberschläge zum bewegbaren Erdungskontakt gefährdet, wenn der Erdungsschalter in die Einschaltlage überführt wird. Im Verlauf der Einschalt¬ bewegung können auf dem Leiter der Anlage noch Ladungen mit erheblichen Spannungen liegen, die kurz vor der galvanischen Berührung des Erdungskontaktes mit dem Leiter schlagartig zu einem Überschlag führen. Durch diesen Über¬ schlag werden transiente Überspannungen hervorgerufen, die die nur für Spannungen von wenigen kV ausgelegte Isolier- anordnung überlasten können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Überspannungen infolge von Entladungsvorgängen an der Isolieranordnung und gegebenenfalls eine Beschädigung von daran angeschlos¬ senen Meßgeräten sicher zu vermeiden.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine zusätzliche, die Isolieranordnung zwangsweise elek¬ trisch überbrückende Kontaktanordnung vorgesehen ist, die den bewegbaren Erdungskontakt außerhalb der Ein- und Aus¬ schaltstellung im Verlauf der Schaltbewegung zwischen diesen beiden Stellungen mit der geerdeten Kapselung ver¬ bindet.
Durch Anwendung der Erfindung ist sichergestellt, daß bei aufgehobener elektrischer Verbindung die Isolieran¬ ordnung und eine an den Erdungskontakt angeschlossene Meßvorrichtung in einem Bereich der Einschaltbewegung des Erdungskontaktes, in dem Vorüberschläge stattfinden, selbsttätig geschützt ist.
Mit Vorteil ist bei einem ersten Ausführungsbeispiel eines Erdungsschalter nach der Erfindung der bewegbare Erdungs¬ kontakt ein auf einer drehbar angetriebenen Welle ange¬ ordneter Messerschaltkontakt, der mit einer konzentrisch um die Welle angeordneten Schleifkontaktbahn der Kapselung über einen federnden, quer zur Welle beweglichen Kontakt verbindbar ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Er¬ findungsgedankens ist vorgesehen, daß der bewegbare Erdungskontakt ein geradlinig geführter bewegbarer Schaltstift ist, der mit einer achsparallel verlaufenden Schleifkontaktfläche der Kapselung über einen federnden, quer zum Schaltstift gelagerten Kontakt verbindbar ist.
Anhand der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele eines Erdungsschalters für eine druckgasisolierte, metallge¬ kapselte Hochspannungsschaltanlage nach der Erfindung be¬ schrieben und die Wirkungsweise erläutert.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen in einem Schnitt schematisch einen Erdungsschalter in drei verschiedenen Stellungen zwischen der Ein- und Ausschaltposition während des Be¬ wegungsablaufes des beweglichen Erdungskontaktes.
Die Figuren 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbei¬ spiel eines Erdungsschalters nach der Erfindung.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Erdungsschalter ist innerhalb der Metallkapselung 1 ein Hochspannung führender Leiter 2 vorgesehen, der mit einem als Messerkontakt 3 ausgeführten Erdungskontakt in galvanischer Verbindung überführbar ist. Hierzu sitzt der Messerkontakt 3 verdrehungssteif auf einer Antriebswelle 4, die von einem außerhalb der geerdeten Kapselung 1 liegenden Antrieb verdrehbar ist. Dieser Antrieb ist der Einfachheit halber nicht weiter dargestellt.
Das die Welle 4 tragende Lager 5 ist mit einer für Span¬ nungen von einigen kV ausgelegten Isolieranordnung ver¬ sehen, die außerhalb der Kapselung 1 durch ein diese mit der Welle 4 verbindendes flexibles Stromband oder der¬ gleichen überbrückbar ist. Im Verlauf der Einschaltbe¬ wegung bewegt sich der Messerkontakt aus der gestrichelt gezeichneten Position 6 (der Ausschaltstellung) in die dargestellte Lage, in der ein federbelasteteter Stift 7 einer zusätzlichen Kontaktanordnung noch nicht mit einer Schleifkontaktbahn 8 in Kontakt gelangt ist.
Bei einer weiteren Überführung des Erdungsschalters in die Einschaltstellung, gelangt der Messerkontakt 3 in die aus Figur 2 ersichtliche Lage, in der der Stift 7 die Schleif¬ kontaktbahn 8 berührt und damit das Erdpotential der Kapselung 1 auf den Messerkontakt 3 zwangsweise überträgt. Damit ist der Messerkontakt 3 zusätzlich zum Bestehen der äußeren elektrischen Verbindung zwischen der Welle 4 und der Kapselung 1 geerdet, so daß in dieser Lage Überspan¬ nungen von der Isolieranordnung des Lagers 5 ferngehalten werden.
Wenn der Erdungsschalter weiter in die Einschaltlage be¬ wegt wird, wie die Figur 3 zeigt, gelangt der Messer¬ kontakt 3 mit dem Leiter 2 in galvanische Verbindung. Er¬ sichtlich ist der Stift 7 in dieser Lage außer Eingriff mit der Schleifkontaktbahn 8.
Die Figuren 4 und 5 zeigen in einer teilweise geschnit¬ tenen Ansicht und in einem zugehörigen Schnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Erdungsschalters nach der Erfindung, bei dem gleiche Teile wie in den Figuren 1 bis 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Der Erdungskontakt ist ein über Kontaktrollen 9 und Stangenführungen 10 geradlinig geführter Schaltstift 11, der von einem Schwenkhebel 12 betätigbar ist. Dabei zeigt die Figur 4 die Ausschaltposition. Im Verlauf der Schalt¬ bewegung in Pfeilrichtung 13 wird, wie der Schnitt A-B in Figur 5 zeigt, ein quer zum Schaltstift 11 federnd ge¬ führter Stift 7a an eine Schleifkontaktfläche 8a ange- drückt, so daß zwangsweise das Erdpotential der Kapselung 1 auf den Schaltstift 11 zusätzlich übertragen wird. In der Ein- und Ausschaltstellung berührt der Stift 7a die Schleifkontaktfläche 8a nicht, so daß der Erdungsschalter in dieser Version zu Meßzwecken dienen kann, wenn die nicht weiter dargestellte äußere elektrische Verbindung zwischen der Kapselung 1 und dem Schaltstift 11 zur äußeren Überbrückung der Isolieranordnung aufgehoben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Erdungsschalter für eine druckgasisolierte, metallge¬ kapselte Hochspannungsschaltanlage mit einem gegenüber der geerdeten Kapselung isoliert angeordneten, bewegbaren
Erdungskontakt und einer bedarfsweise die Isolieranordung des Erdungskontaktes überbrückenden elektrischen Ver¬ bindung, d a d.u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine zusätzliche, die Isolieranordnung zwangsweise elektrisch überbrückende Kontaktanordnung (7, 7a, 8, 8a) vorgesehen ist, die den bewegbaren Erdungskontakt (3, 11) außerhalb der Ein- und Ausschaltstellung im Verlauf der Schaltbewegung zwischen diesen beiden Stellungen mit der geerdeten Kapselung (1) verbindet.
2. Erdungsschalter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der bewegbare Erdungskontakt (3) ein auf einer drehbar angetriebenen Welle (4) angeordneter Messerschaltkontakt (3) ist, der mit einer konzentrisch um die Welle (4) an¬ geordneten Schleifkontaktbahn (8) der Kapselung (1) über einen federnden, quer zur Welle (4) beweglichen Stift (7) verbindbar ist.
3. Erdnungsschalter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der bewegbare Erdungskontakt ein geradlinig geführter bewegbarer Schaltstift (11) ist, der mit einer achs- parallel verlaufenden Schleifkontaktfläche (8a) der
Kapselung (1) über einen federnden, quer zum Schaltstift (11) bewegbar gelagerten Stift (7a) verbindbar ist.
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