WO2000033434A1 - Schaltanlagen mit leistungschaltereinrichtungen - Google Patents

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WO2000033434A1
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switching
switchgear
circuit breaker
contact
busbars
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PCT/DE1999/003764
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French (fr)
Inventor
Christoph RÖHLING
Bernhard Boes
Olaf Bischur
Herbert Soens
Dieter Zweng
Luis-Angel Piaggi
Rainer Stolz
Juan Carlos Barroso-Simental
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B11/00—Switchgear having carriage withdrawable for isolation
    • H02B11/28—Earthing arrangements

Definitions

  • the invention relates to switchgear
  • Circuit breaker devices in particular air-insulated medium-voltage switchgear, with busbars and cable branches for energy supply and distribution.
  • Switchgear of the type defined at the outset are known in various designs and serve for switchable energy supply and distribution within the existing supply networks.
  • the electrical energy supplied via the cable branches must be connected to the busbars or switched off in the event of a fault, and on the other hand there is a need to connect the cables and the busbars to ground potential for installation and maintenance work for safety reasons.
  • Both requirements are met in the usual way by separate circuit breakers for switching the energy and by so-called multi-position switches or three-position switches.
  • the circuit breakers and the multi-position switches are arranged in a wide variety of correlations with each other, depending on the type of system, and are also housed separately in the switchgear.
  • the circuit breaker devices each contain a contact unit and a switching tube
  • the contact units can be connected to earth potential rails within the circuit breaker devices
  • Cable branches connectable, reached.
  • the invention is based on the finding that the circuit breaker devices are designed so that a switching tube is combined with a contact unit and this contact unit can, if necessary, connect earth potential to the busbars and / or to the cable branches.
  • a compact circuit breaker device is achieved which, moreover, can be realized with considerably less apparatusive effort compared to the previously known solutions.
  • the features 2.1 are the switching trays within the
  • Circuit breaker devices arranged between the contact units, 2.2 the contact units each have an upper moving contact and a lower moving contact, 2.3 the upper moving contact and the lower moving contact can be moved independently of one another between two end positions.
  • the arrangement of the switching tubes between the upper and the lower moving contact of the contact unit meets the requirement for a simple, compact design of these functionally merged switching components in a particularly advantageous manner.
  • the independently movable movable contacts between the two end positions can be accomplished by very simple control mechanisms.
  • the lower moving contacts are electrically conductively connected to the movable contact parts of the switching tubes.
  • the four essential switching positions are realized in a simple manner, the first switching position allowing the condition of the grounding of the busbars and the cable outlets in the event of maintenance, the second switching position in which the busbars with the fixed ones Contact parts of the switching tubes and the cable branches with the movable
  • FIG 1 shows the grounding of the busbars and cable outlets in
  • FIG. 2 shows the switching of the energy from the cable branches to the busbars in the operating state and FIGS. 3 and 4 show the grounded state of the cable outlets or the busbars in the corresponding switching states.
  • the switchgear SA is shown only in part with the relevant components.
  • the switching tubes SR are arranged between the contact unit KE within the circuit breaker device LE.
  • the contact unit KE contains the upper moving contact KO and the lower moving contact KU, each between two end positions from the earth potential rail ES to the busbar and
  • Cable branch can be moved independently of one another.
  • the upper moving contact KO of the contact unit KE is always connected in an electrically conductive manner to the fixed contact part of the switching tubes SR and the lower moving contact KU of the contact unit KE is connected to the movable contact part of the switching tubes SR.
  • the switching states required in this technology can be produced in a simple manner by means of the independently movable upper and lower moving contacts KO, KU, with FIG. 1 showing the earthed busbar and the earthed cable branch KA, for example in the state of maintenance work, which
  • FIG. 2 shows the busbar SS connected to the fixed contact part of the switching tube SR with the cable outlet KA grounded at the same time via the earth potential bus ES
  • FIG. 3 shows the busbar SS connected to the cable outlet KA - not shown - the busbar SS
  • FIG. 4 represents the connection of the cable outlet KA to the movable contact part of the switching tube SR via the lower moving contact KU of the circuit breaker device LE and at the same time busbar SS grounded via the ground potential rail ES via the upper moving contact KO of the circuit breaker device LE.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Schaltanlagen mit Leistungsschaltereinrichtungen, insbesondere luftisolierte Mittelspannung-Schaltanlagen, mit Sammelschienen und Kabelabzweigen zur Energieversorgung und -verteilung. Die Leistungsschaltereinrichtungen (LE) entha lten jeweils eine Kontakteinheit (KE) und eine Schaltröhre (SR), wobei die Kontakteinheiten (KE) innerhalb der Leistungsschaltereinrichtungen (LE) bedarfsweise mit Erdpotentialschienen (ES) verbindbar und die Kontakteinheiten (KE) innerhalb der Schaltanlagen (SA) bedarfsweise mit den Sammelschienen (SS) und den Kabelabzweigen (KA) verbindbar sind.

Description

Beschreibung
Schaltanlagen mit Leistungsschaltereinrichtungen
Die Erfindung betrifft Schaltanlagen mit
Leistungsschaltereinrichtungen , insbesondere luftisolierte Mittelspannungs - Schaltanlagen, mit Sammelschienen und Kabelabzweigen zur Energieversorgung und - Verteilung.
Schaltanlagen der eingangs definierten Art sind in verschiedensten Ausführungen bekannt und dienen der schaltbaren Energieversorgung und - Verteilung innerhalb der bestehenden Versorgungsnetze. Zum einen muß die über die Kabelabzweige zugeführte elektrische Energie auf die Sam elschienen geschaltet bzw. im Störfall abgeschaltet werden und zum anderen besteht die Notwendigkeit, aus Sicherheitsgründen bei Installations- und Wartungsarbeiten die Kabel und die Sammelschienen mit Erdpotential zu verbinden. Beide Forderungen sind in üblicher Weise durch separate Leistungschalter zur Schaltung der Energie und durch sogenannten Mehrstellungsschalter bzw. Dreistelungsschalter realisiert. Die Leistungschalter und die Mehrstellungsschalter sind je nach Anlagentyp in unterschiedlichster Zuordnung zueinander angeordnet und darüberhinaus in den Schaltanlagen auch räumlich getrennt untergebracht .
Aus der DE 196 33 524 AI ist in diesem Zusammenhang eine Leistungsschaltanlage mit Trennfunktion, d.h. mit Unterbrechung der Energiezufuhr, bekannt, bei der ein Polmodul im lastfreien Zustand die elektrische Verbindung zwischen dem Kabelabgang und der Sammelschiene durch Verfahren seiner Einfahrkontakte aus den Bereich der Festskontakte der Schaltanlage bewirkt. Die bedarfsweise Erdung der Sammelschienen und der Kabelabgänge ist hier nicht erkennbar. Sie erfolgt bekanntermaßen, wie bereits ausgeführt, über die sogennnten Mehrstellungsschalter. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein für Schaltanlagen mit Leistungsschaltereinrichtungen, insbesondere für luftisolierte Mittelspannungs - Schaltanlagen, erheblich verbessertes Konzept anzugeben, bei dem sich sowohl erhebliche Vereinfachungen hinsichtlich des apparativen Aufwands ergeben als auch der m dieser Technik übliche hohe Sicherheitsstandard ohne Einschränkungen erfüllt ist. Erfmdungsgemaß wird dies durch die Merkmale
1.1 die Leistungsschaltereinrichtungen enthalten jeweils eine Kontakteinheit und eine Schaltrohre,
1.2 die Kontakteinheiten sind innerhalb der Leistungsschaltereinrichtungen bedarfsweise mit Erdpotentialschienen verbindbar,
1.3 die Kontakteinheiten sind innerhalb der Schaltanlagen bedarfsweise mit den Sammelschienen und den
Kabelabzweigen verbindbar, erreicht .
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, m Abkehr der bisherigen Losungen die Leistungsschaltereinrichtungen so zugestalten, daß jeweils eine Schaltrohre gemeinsam mit einer Kontakteinheit kombiniert ist und diese Kontakteinheit bedarfsweise Erdpotential an die Sammelschienen und/oder an die Kabelabzweige anschalten kann. Durch die konstruktive Zusammenfuhrung des Leistungsschalters mit dem Mehrstellungsschalter ist eine kompakte Leistungsschaltereinrichtung erreicht, die darüberhinaus mit erheblich geringeren aparativen Aufwand gegenüber den bisher bekannten Losungen realsiert ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Merkmale 2.1 die Schaltronren sind innerhalb der
Leistungsschaltereinrichtungen zwischen den Kontakteinheiten angeordnet, 2.2 die Kontakteinheiten weisen jeweils einen oberen Bewegkontakt und einen unteren Bewegkontakt auf, 2.3 der obere Bewegkontakt und der untere Bewegkontakt sind voneinander unabhängig zwischen zwei Endstellungen verschiebbar, vorgesehen. Mit der Anordnung der Schaltrohre zwischen dem oberen und dem unteren Bewegkontakt der Kontakteinheit ist die Forderung nach einer einfachen kompakten Ausgestaltung dieser funktioneil zusammengeführten Schaltkomponenten m besonders vorteilhafter Weise erfüllt. Die voneinander unabhängig verschiebbaren Bewegkontakte zwischen den beiden Endstellungen lassen sich durcn sehr einfache Steuermechanismen bewerkstelligen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht die Merkmale
3.1 die oberen Bewegkontakte sind mit dem feststehenden Kontaktteilen der Schaltrohren elektrisch leitend verbunden,
3.2 die unteren Bewegkontakte sind mit dem bewegbaren Kontaktteilen der Schaltrohren elektrisch leitend verbunden, vor.
Mit dieser festen Zuordnung der Bewegkontakte zu den feststehenden und den beweglichen Kontaktteilen der Schaltrohren ist eine einfache und verwechselungsfreie Montage vorort gewährleistet.
Gemäß weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung sind nach den Patentansprüchen 4 bis 7 die vier wesentlichen Schaltstellungen m einfacher Weise realisiert, wobei die erste Schaltstellung den Zustand der Erdung der Sammelschienen und der Kabelabgange im Wartungsfall ermöglicht, die zweite Schaltstellung, bei der die Sammelschienen mit den feststehenden Kontaktteilen der Schaltrohren und die Kabelabzweige mit den bewegbaren
Kontaktteilen der Schaltrohren elektrisch leitend verbunden sind, die Durchschaltung der Energie bewirkt, mit der dritten Schaltstellung nur die Sammelschienen mit den feststehenden Kontaktteilen der Schaltrohren elektrisch leitend verbunden sind und mit der vierten Schaltstellung nur die Kabelabzweige mit dem bewegbaren Kontaktteilen der Schaltrohren elektrisch leitend verbunden sind. Mit der dritten und der vierten
Schaltstellung sind jeweils nur die Sammelschienen oder die Kabelabzweige mit den Kontaktteilen der Schaltrohren verbunden, wahrend gleichzeitig die entsprechenden Kabelabzweige oder die entsprechenden Sammelschienen mit der Erdpotentialschiene m Verbindung stehen. Dieser Zustand ist ebenfalls m bestimmten Betriebszustanden bei Wartungsarbeiten erforderlich.
Die Erfindung wird durch ein m vier Figuren dargestelltes Ausfuhrungsbeispiel naher erläutert, wobei d e
Figur 1 die Erdung der Sammelschienen und der Kabelabgange im
Wartungsfall darstellt, die
Figur 2 die Durchschaltung der Energie von den Kabelabzweigen zu den Sammelschienen im Bertπebszustand abbildet und die Figuren 3 und 4 den geerdeten Zustand der Kabelabgange bzw. der Sammelschienen m den entsprechenden Schaltzustanden zeigt .
Im Ausfuhrungsbeispiel ist die Schaltanlage SA mit den hier relevanten Komponenten nur auszugweise dargestellt. Innerhalb der Leistungsschaltereinrichtung LE ist die Schaltrohre SR zwischen der Kontakteinheit KE angeordnet. Die Kontakteinheit KE enthalt den oberen Bewegkontakt KO und den unteren Bewegkontakt KU, die jeweils zwischen zwei Endstellungen von der Erdpotentialschiene ES zur Sammelschiene bzw. zum
Kabelabzweig unabhängig voneinander verschiebbar sind. Dabei IST: der obere Bewegkontakt KO der Kontakteinheit KE stets mit dem feststehenden Kontaktteil der Schaltrohre SR und der untere Bewegkontakt KU der Kontakteinheit KE mit dem bewegbaren Kontaktteil der Schaltrohre SR elektrisch leitend verbunden. Mit der Leistungsschaltereinrichtung LE lassen sich die in dieser Technik erforderlichen Schaltzustände in einfacher weise durch die unabhängig voneinander verschiebbaren oberen und unteren Bewegkontakte KO, KU herstellen, wobei die Figur 1 die geerdete Sammelschiene und den geerdeten Kabelabzweig KA beispielsweise im Zustand von Wartungsarbeiten zeigt, die
Figur 2 die mit dem feststehenden Kontakteil der Schaltröhre SR verbundene Sammelschiene SS mit dem gleichzeitig über die Erdpotentialschiene ES gerdeten Kabelabgang KA abbildet, die Figur 3 den bei durchgeschalteter Schaltröhre SR - nicht dargestellt - die mit dem Kabelabgang KA verbundene Sammelschiene SS darstellt und die Figur 4 die Verbindung des Kabelabganges KA mit dem beweglichen Kontaktteil der Schaltröhre SR über den unteren Bewegkontakt KU der Leistungsschaltereinrichtung LE bei gleichzeitig über der Erdpotentialschiene ES gerdeten Sammelschiene SS über den oberen Bewegkontakt KO der Leistungsschaltereinrichtung LE repräsentiert.

Claims

Patentansprüche
1. Schaltanlagen mit Leistungsschaltereinrichtungen , insbesondere luftisolierte Mittelspannungs - Schaltanlagen, mit Sammelschienen und Kabelabzweigen zur Energieversorgung und - Verteilung, gekennzeichnet durch die Merkmale
1.1 die Leistungsschaltereinrichtungen (LE) enthalten jeweils eine Kontakteinheit (KE) und eine Schaltröhre (SR) , 1.2 die Kontakteinheiten (KE) sind innerhalb der
Leistungsschaltereinrichtungen (LE) bedarfsweise mit Erdpotentialschienen (ES) verbindbar, 1.3 die Kontakteinheiten (KE) sind innerhalb der Schaltanlagen (SA) bedarfsweise mit den Sammelschienen (SS) und den Kabelabzweigen (KA) verbindbar.
2. Schaltanlagen mit Leistungsschaltereinrichtungen nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale 2.1 die Schaltröhren (SR) sind innerhalb der
Leistungsschaltereinrichtungen (LE) zwischen den Kontakteinheiten (KE) angeordnet,
2.2 die Kontakteinheiten (KE) weisen jeweils einen oberen Bewegkontakt (KC1 und einen unteren Bewegkontakt (KU) auf, 2.3 der obere Bewegkontakt (KO) und der untere Bewegkontakt (KU) sind voneinander unabhängig zwischen zwei Endstellungen verschiebbar.
3. Schaltanlagen mit Leistungsschaltereinrichtungen nach den Patentansprüchen 1 und 2, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale
3.1 die oberen Bewegkontakte (KO) sind mit dem feststehenden Kontaktteilen der Schaltröhren (SR) elektrisch leitend verbunden, 3.2 die unteren Bewegkontakte (KU) sind mit dem bewegbaren Kontaktteilen der Schaltröhren (SR) elektrisch leitend verbunden.
. Schaltanlagen mit Leistungsschaltereinrichtungen nach Patentanspruch 3, gekennzeichnet durch das Merkmal
4.1 die oberen und die unteren Bewegkontakte (KO,KU) sind m einer ersten Schaltstellung derart steuerbar, daß die Sammelschienen (SS) und die Kabelabzweige (KA) mit der Erdpotentialschiene (ES) elektrisch leitend verbunden sind.
5. Schaltanlagen mit Leistungsschaltereinrichtungen nach Patentanspruch 3, gekennzeichnet durch das Merkmal
5.1 die oberen und die unteren Bewegkontakte (KO,KU) sind in einer zweiten Schaltstellung derart steuerbar, daß die Sammelschienen (SS) mit den feststehenden Kontaktteilen der Schaltrohren (SR) und die Kabelabzweige (KA) mit den bewegbaren Kontaktteilen der Schaltrohren (SR) elektrisch leitend verbunden sind.
6. Schaltanlagen mit Leistungsschaltereinrichtungen nach Patentanspruch 3, gekennzeichnet durch das Merkmal
6.1 die oberen und die unteren Bewegkontakte (KO,KU) sind m einer dritten Schaltstellung derart steuerbar, daß nur die Sammelschienen (SS) mit den feststehenden Kontaktteilen der Schaltrohren (SR) elektrisch leitend verbunden sind.
7. Schaltanlagen mit Leistungsschaltereinrichtungen nach Patentanspruch 3, gekennzeichnet durch das Merkmal 6.1 die oberen und die unteren Bewegkontakte (KO,KU) sind m einer vierten Schaltstellung derart steuerbar, daß nur die Kabelabzweige (KA) mit dem bewegbaren Kontaktteilen der Schaltrohren (SR) elektrisch leitend verbunden sind.
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