Metallgekapselte, gasisolierte Schaltanlage für Mittelspannungs-Netzstationen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine metallgekapselte, gasisolierte Schaltanlage für Mittelspannungs- Netzstationen mit in einem Gastank angeordneten Dreistellungs-Lasttrennschaltern
Gegenstand der EP 0 452 639 A2 ist eine metallgekapselte, druckgasisolierte Schaltanlage für Mittelspannungs-Netzstationen, bei der in einem Gastank mehrere dreipolige, als Dreistellungsschalter ausgebildete Lasttrennschalter mit Schaltmessern, mit dazugehörigen Erdungsvorrichtungen und mit Durchführungen für den Anschluß von Kabeln und/oder Sicherungen angeordnet sind. Die Lasttrennschalter sind zur Reduzierung ihres Anordnungsraumes und damit zur Verkleinerung der Schaltanlage derart angeordnet, daß ein gemeinsames, funktionsmäßig als Sammelschiene dienendes Kontaktstück zentral angeordnet ist, das von den Schaltmessern gleicher Phasen in der „Ein"-Schaltstellung kontaktiert wird, wobei dieses gemeinsame Kontaktstück für jede Phase zwischen den auf den Durchführungen gelagerten Schaltmessern für mehrere Lasttrennschalter eingesetzt und auf einem Stützer befestigt und mit Löscheinrichtungen für die Schaltmesser versehen ist. Die Erdungsvorrichtungen sind als mit einer Schalterwelle verbundene Erdungskontakte ausgebildet.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, die Anwendbarkeit einer derartigen Schaltanlage raumsparend zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird bei einer metallgekapselten, gasisolierten Schaltanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.
Die Erfindung besteht darin, daß bei einer metallgekapselten, gasisolierten Schaltanlage mit mehreren in einem, vorzugsweise mit SF6 gefülltem Gastank angeordneten Dreistellungs- Lasttrennschaltern mit Schaltmessern, von denen einer einem Transformator-Abgangsfeld zugeordnet ist, mit Erdungsvorrichtungen und Durchführungen und einem gemeinsamen, funktionsmäßig als Sammelschiene dienenden Kontaktstück für die Schaltmesser gleicher Phasen in der „Ein"-Schaltstellung mit Löscheinrichtungen für die Schaltmesser, der Drei- stellungs-Lasttrennschalter für den Transformatorabgang (Transformatorschalter) mit HH-
Sicherungen und einem zweiten Erdungsschalter hinter diesem versehen ist, wobei die HH- Sicherungen jeweils in einem parallel zu den Schalterwellen ausgerichteten Sicherungsgehäuse mit einem axial verschiebbaren Sicherungsträger nebeneinander an der Außenseite des Gastanks angeordnet sind. Die Anschlüsse der Sicherungsgehäuse sind gasdicht durch die Wand des Gastanks geführt. Dabei ist jeweils ein Anschluß eines Sicherungsgehäuses mit der jeweiligen Durchführung für den Transformatoranschluß und der andere Anschluß mit der jeweiligen Phase des Dreistellungs-Lasttrennsschalters für den Transformator verbunden, wobei die Phasen dieses Schalters an einer gemeinsamen Stützschiene im Innern des Gastanks angeordnet sind. Die Durchführungen für den Transformatoranschluß können in einem parallel zu den Sicherungsgehäusen ausgebildeten Gastankvorsprung an der gleichen Gastankseite liegen.
Durch diese Maßnahmen wird die Anwendbarkeit der Schaltanlage erhöht, und es werden die Sicherheit der Anlage selbst und die Sicherheit der Bedienperson erhöht und sicherge- stellt, wobei die Schaltanlage durch die erfindungsgemäße Anordnung der Sicherungsgehäuse, der Phasen des Transformatorschalters sowie der Durchführungen für den Transformatoranschluß auf einer Gastankseite sehr kompakt ist. Die Anordnung der Durchführungen für den Transformatoranschluß in einem Gastankvorsprung an der gleichen Gastankseite wie die Durchführungen der Ringkabelfelder mit ihrer Ausrichtung parallel zu diesen führt in vorteilhafter Weise zu einer Reduzierung des Volumens des Gastanks, da die Anordnungswand für die Sicherungsgehäuse dadurch nach innen versetzt ist.
Dabei sind die Sicherungsgehäuse und die Durchführungen vorteilhaft in einem Sicherungsfeld abgeschlossen angeordnet.
Schaltanlagenfrontseitig sind die Sicherungsgehäuse jeweils mit einem sich nach dem Gehäuseinneren zu verjüngenden konischen Gehäusedeckel, mit einer Silikondichtung kombiniert, dichtend verschlossen. Die Silikondichtung in Kombination mit dem Gehäusedeckel sorgt für eine einwandfreie elektrische Isolierung des HH-Sicherungseinsatzes gegenüber dem Sicherungsgehäuse. Dabei ist die Silikondichtung verschiebesicher ausgeführt und angeordnet und haltert gehäuseinnenseitig eine Prallplatte für den Sicherungsschlagstift. Gehäuseaußenseitig ist sie mit einer konzentrisch umlaufenden und im Querschnitt U-förmigen Wulst versehen, so daß sie durch den Sicherungsschlagstift in ihrem mittleren Bereich leicht nach außen drückbar ist.
Auf der dem Schlagstift der Sicherung abgewandten Seite steht die Silikondichtung mit einem an der Frontblende des Sicherungsfeldes beweglich gehalterten Stößel zur Signali-
sierung des Ausgelöst-Zustandes der Sicherung in Wirkverbindung. Wird die Silikondichtung durch einen Sicherungsschlagstift nach außen gedrückt, stößt sie auf den Stößel und drückt diesen in eine Anzeigestellung. Vorteilhaft kann die Umfangsfläche des Stößels zu deren
Wahrnehmung mit einer gegenüber der Farbe der Frontblende kontrasttierenden Farbkenn- Zeichnung versehen sein. Die Farbe der Stirnfläche sollte gleich der Farbe der Frontblende sein. Die Stellung des Stößels in der Ausgelöst-Stellung wird dadurch unmittelbar erkennbar.
Alternativ dazu kann der Kunststoff-Stößel mit einem Kraftspeicher zur Signalisierung des Ausgelöst-Zustandes zusammenwirken, der bei seiner Betätigung durch den Sicherungs- schlagstift zugleich auch die Auslösung des Schaltschlosses des Transformatorschalters bewirkt.
Die Sicherungsträger sind vorteilhaft an in den Sicherungsgehäusen angeordneten achsparallelen Stegen geführt, so daß eine fehlerhafte Plazierung der Sicherungsträger verhindert und eine einwandfreie elektrische Kontaktierung der Anschlüsse sichergestellt werden. Die Anordnung erlaubt durch die verschiebbar in den Sicherungsgehäusen angeordneten Sicherungsträger einen einfachen Sicherungswechsel.
Der elektrisch den HH-Sicherungen nachgeschaltete dreipolige Erdungsschalter ist vor- zugsweise zwischen den Durchführungen für den Transformatoranschluß und denen für die Ringkabelfelder angeordnet und wird über ein an der Hauptwelle angelenktes Übertragungsgestänge betätigt. Diese Anordnung ist so ausgeführt, daß die Erdungsmesser des Transformatorschalters bei einer Schalterbetätigung „Ein" nur geringfügig bewegt werden und der für eine Schalterbetätigung erforderliche Freiraum klein gehalten werden kann. Wird der Transformatorschalter geschaltet, werden zugleich die Erdungsschalter synchron mit betätigt, so daß bei geschlossenen Erdungsschaltern die Arbeitssicherheit gegeben ist, da die Sicherungen sowohl auf der Eingangs- als auch auf der Ausgangsseite geerdet sind.
Der Gastank ist montagefreundlich gestaltet, indem er von zwei Seiten gleichzeitig zugäng- lieh ist. Überdies kann er innenseitig mit Durchbrandplatten versehen sein, um diesen gegen einen Lichtbogendurchbrand zu schützen, wobei gleichzeitig die mechanische Festigkeit der die Sicherungsgehäuse tragenden Anordnungswand erhöht wird.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 : eine SF6-gasisolierte Schaltanlage bei entfernter Vorderwand in Vorderansicht, Fig. 2: einen Schnitt A-A durch die Schaltanlage,
Fig. 3a: einen Horizontalschnitt durch ein Sicherungsgehäuse,
Fig. 3b: einen Vertikalschnitt durch dieses,
Fig. 4: eine Frontansicht von einem Sicherungsgehäuse,
Fig. 5: einen Horizontalschnitt durch das Sicherungsgehäuse im Bereich des Deckels, Fig. 6a: einen Horizontalschnitt im Bereich des Deckels einer alternativen Ausführung und
Fig. 6b: diese Ausführung bei ausgelöster Sicherung.
In Fig. 1 ist eine Schaltanlage mit drei in einem Gastank 1 (mit SF6) angeordneten Dreistel- lungs-Lasttrennschaltem 2, 3 und 4 für die Schaltstellungen „Ein", „Aus" und „Geerdet" für die Phasen L1 , L2 und L3 zweier Ringkabelfelder und eines Transformatorabganges in Frontansicht gezeigt. Die Phasen L1 , L2 und L3 sind hintereinander angeordnet, so daß die Phasen L2 und L3 nicht sichtbar sind. Sämtliche Lasttrennschalter 2, 3 und 4 befinden sich in der Darstellung in der „Aus"-Schaltstellung, in der die Kontaktmesser 5 von einem gemeinsamen Festkontakt, dem Kontaktstück 6, getrennt (gelöst) sind. Für die sichtbare Phase L1 sind an der Unterseite des Gastanks 1 zwei mit Schaltmessern 5 elektrisch verbundene Durchführungen 7 und eine Durchführung 8 herausgeführt. Die Schaltmesser 5 können die zuvor genannten drei Schaltstellungen einnehmen, wobei sie in der „Ein"-Schalt- stellung das Kontaktstück 6 und in der „Geerde -Schaltstellung einen Erdungskontakt 9 kontaktieren, der direkt mit der jeweiligen Schalterwelle 10 verbunden ist. Die Schaltmesser 5 sind dabei jeweils über eine Koppelstange 11 mit der jeweiligen Schalterwelle 10 verbunden. Am Kontaktstück 6 sind Löscheinrichtungen 12 für die jeweiligen Kontaktmesser 5 angebracht. Zwischen den Durchführungen 8 einerseits und dem Transformatorschalter 4 und den Durchführungen 7 andererseits ist ein zweiter, dreipoliger Erdungsschalter 13 angeordnet, der über ein Übertragungsgestänge 14 an der Schalterwelle 10 des Transfor- matorschalters 4 angelenkt und durch diese mit angetrieben wird.
Die Durchführungen 8 sind neben den Durchführungen 7 und parallel zu diesen an der Unterseite des Gastanks 1 und zudem in einem Gastankvorsprung 15 angeordnet, der parallel zu den Schalterwellen 10 ausgebildet ist. Über diesem und damit auch parallel zu den Schalterwellen 10 sind für die Phasen L1 , L2 und L3 des Transformatorschalters 4 HH- Sicherungen S in einem Sicherungsgehäuse 16 an der Außenseite des Gastanks 1 übereinander angeordnet, wobei die Anschlüsse 17 desselben gasdicht durch die Wand des Gastanks 1 geführt sind. Dabei ist jeweils ein Anschluß 17 mit der jeweiligen Durchführung 8 für den Transformatorabgang und der andere Anschluß 17 mit der jeweiligen Phase L1 , L2 oder L3 des Lasttrennschalters 4 verbunden. Die Phasen L1 , L2 und L3 sind an einer gemeinsamen Stützschiene 17a im Innern des Gastanks 1 im Abstand von den Anschlüssen 17 angeordnet. Dabei sind die Sicherungsgehäuse 16 in einem separaten Sicherungsfeld SF
gekapselt, das an den Gastank angebaut ist und das den Gastankvorsprung 15 mit umschließt.
In Fig. 2 ist die elektrische Verbindung des Anschlusses 17 mit den Durchführungen 8 des Transformatorabganges für die Phasen L1 , L2, und L3 mit den entsprechenden Phasen des Transformatorschalters 4 gezeigt. Dabei ist zu erkennen, daß die Durchführungen 8 für die Phase L1 an der Unterseite des Gastanks 1 über eine Stromschiene 18a mit dem frontseitigen Anschluß 17 des unteren Sicherungsgehäuses 16 (Phase L1) verbunden ist und der hintere Anschluß 17 desselben über eine Stromschiene 18b mit der frontseitig im Gastank 1 angeordneten Phase L1 des Transformatorschalters 4. Der frontseitige L2-Phasen-Anschluß 17 des mittleren Sicherungsgehäuses 16 ist über eine Stromschiene 19a mit der L2-Phasen- Durchführung 8 und der hintere L2-Phasen-Anschluß 17 des Sicherungsgehäuses 16 über eine Stromschiene 19b mit der L2-Phase des Transformatorschalters 4 sowie der frontseitige L3-Phasen-Anschluß 17 des oberen Sicherungsgehäuses 16 über eine Stromschiene 20a mit der L3-Phasen-Durchführung 8 und der hintere L3-Phasen Anschluß desselben über eine Stromschiene 20b mit der L3-Phase des Transformatorschalters 4.
In den Fig. 3a und 3b ist in einem Horizontal- und einem Vertikalschnitt ein Sicherungsgehäuse 16 dargestellt. Dieses ist durch einen Deckel 21 , der im wesentlichen aus einem sich nach dem Gehäuseinnem zu verjüngenden konischen Ring 22 und einem an diesem ausgebildeten Befestigungsflansch 23 (Fig. 4) gebildet ist, und einer Silikondichtung 24 verschlossen. Diese ist verschiebegesichert zwischen der Wandung des Sicherungsgehäuses
16 und dem Ring 22 fixiert und weist einen in den Ring 22 hineinragenden Bereich mit einer umlaufenden Wulst 25 und einem U-förmigen Querschnitt sowie gehäuseinnenseitig eine Prallplatte 26 für einen Sicherungsschlagstift auf. Im Sicherungsgehäuse 16 ist ein axial verschiebbarer und aus dem Gehäuse herausziehbarer Schlitten 27 mit Sicherungskontakten 28 zur Aufnahme einer HH-Sicherung S angeordnet. Die Silikondichtung 24 sorgt für eine einwandfreie elektrische Isolierung des Schlittens 27 mit der HH-Sicherung S gegenüber dem Sicherungsgehäuse 16. Der Schlitten 27 weist Kontakte 29 und 30 auf, die im einge- schobenen Zustand des Schlittens 27 Stromschienen 31 , die elektrisch mit den Anschlüssen
17 verbunden sind, kontaktieren.
Die Fig. 4 und 5 zeigen, daß auf der der Sicherung S und der Prallplatte 26 abgewandten Seite der Silikondichtung 24 ein beweglich in der lösbaren Sicherungsfrontblende 32 des Sicherungsfeldes SF gelagerter und durch eine Druckfeder F vorgespannter Kunststoff- Stößel 33 angeordnet ist, der im Falle des Auslösens der Sicherung S durch die durch den Sicherungsschlagstift nach außen gedrückte Silikondichtung zur Sichtbarmachung des Aus-
gelöst-Zustandes aus der Sicherungsfrontblende 32 deutlich herausgedrückt wird. Auf der
Frontblende ist mit einem Scharnier 34.1 eine nicht transparente Klappe 34 angeordnet, die durch einen Haltemagneten 34.2 in Geschlossen-Stellung gehalten wird. Mit dem Auslösen der Sicherung tritt der Stößel 33 nach vorn hervor und stößt die Klappe 34 auf, so daß eine Signalisierung durch die Offenstellung der Klappe und durch die kontrasttierende Farbgebung der Umfangsfläche KF - beispielsweise in rot - des Stößels erfolgt.
Die Silikondichtung kann auch mit einem Kraftspeicher 35 in Wirkverbindung stehen. Fig. 6a und 6b zeigen, daß zwischen der Silikondichtung 24 und einem durch eine Feder F vorge- spannten Kunststoff-Stößel 36 ein Hebelglied 37 als Auslöser für den Kraftspeicher 35 angeordnet ist, das über ein Gestänge 38 mit einem nicht dargestellten Schaltschloß für den Transformatorschalter 4 verbunden ist. Wird die HH-Sicherung S ausgelöst, drückt die Silikondichtung 24 auf das gemäß Fig. 6a in einer Ruhestellung befindliche Hebelglied 37, das dadurch um seine Lagerachse A geschwenkt wird, wobei der angelenkte Kraftspeicher 35 eine Totpunktstellung durchläuft und sich nach dem Passieren derselben plötzlich entspannt und das nicht dargestellte Schaltschloß über das Gestänge 38 betätigt. Das Hebelglied 37 weist eine Kurvenfläche mit einem in seiner Schwenkrichtung zunehmenden Radius auf, wodurch es bei seiner Schwenkung um die Achse A den Kunststoff-Stößel 36 aus der Frontblende 39 drückt. Der Stößel befindet sich nun in Signalisierungsstellung.
Bezugszeichenliste
Gastank 26 Prallplatte
Lasttrennschalter 27 Schlitten
Lasttrennschalter 28 Sicherungskontakt
Lasttrennschalter/ Transformatorschalter 29 Kontakt
Schaltmesser 30 Kontakt
Kontaktstück 31 Stromschiene
Durchführung 32 Sicherungsfrontblende
Durchführung 33 Kunststoff-Stößel
Erdungskontakt 34 Klappe
Schalterwelle 34.1 Scharnier
Koppelstange 34.2 Haltemagnet
Löscheinrichtung 35 Kraftspeicher
Erdungsschalter 36 Kunststoff-Stößel
Übertragungsgestänge 37 Hebelglied
Gastankvorsprung 38 Gestänge
Sicherungsgehäuse 39 Frontblende
Anschluß a Stützschiene a Stromschiene b Stromschiene A Achse a Stromschiene F Druckfeder b Stromschiene KF Kontrastfarbe a Stromschiene S HH-Sicherung b Stromschiene SF Sicherungsfeld
Deckel
Ring
Befestigungsflansch
Silikondichtung
Wulst