WO2010133464A1

WO2010133464A1 - Elektrischer leistungsschalter und schaltfeld mit leistungsschalter

Info

Publication number: WO2010133464A1
Application number: PCT/EP2010/056339
Authority: WO
Inventors: David Saxl; Markus Amberg
Original assignee: Abb Technology Ag
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2010-05-10
Publication date: 2010-11-25
Also published as: DE102010013877B4; KR20120124020A; RU2525028C2; CN102428535B; US8481881B2; JP2012527718A; DE102010013877A1; RU2011151868A; US20120138575A1; CN102428535A; MX2011012247A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen mehrphasigen, insbesondere dreiphasigen, metallgekapselten, gasisolierten Hochspannungsleistungsschalter, mit je einem Leistungsschaltkammerpol (11, 12, 28) pro Phase, die miteinander in einem gemeinsamen Leistungsschaltergehäuse (21) untergebracht sind, und mit wenigstens zwei Anschlussabgängen pro Phase. Das Leistungsschaltergehäuse (21) weist eine der Anzahl der Schaltkammerpole (11, 12, 28) entsprechende Anzahl von an ihren Stirnenden offenen Kammern (29, 29a; 30, 30a; 31, 31a) auf, in denen die Schaltkammerpole (11, 12, 28) angeordnet sind, und dass die offenen Stirnenden der Kammern (29, 29a; 30, 30a; 31 31a) mittels je eines die Stirnenden überdeckenden domartigen Deckels (22, 23) verschlossen sind, so dass die Gasverbindung zwischen den einzelnen Kammern (29, 29a;...) über die durch die Deckel (22, 23) erzeugten Verbindungsräume ermöglicht ist. Zusätzlich wird ein Schaltfeld beschrieben.

Description

Elektrischer Leistungsschalter und Schaltfeld mit Leistungsschalter

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen mehrphasigen elektrischen, metallgekapselten gasisolierten Hochspannungsleistungsschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Schaltfeld mit einem derartigen Hochspannungsleistungsschalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 15.

Derartige Hochspannungsleistungsschalter besitzen eine der Anzahl der Phasen entsprechende Anzahl von Leistungsschalterpolen, die in einer Ebene nebeneinander oder bei dreiphasigen Leistungsschaltern an den Ecken eines Dreiecks angeordnet sind. Die einzelnen Pole können dabei in einer alle Pole aufnehmenden Kapselung, die als mehrphasige Kapselung, oder jeweils für sich in einer eigenen Kapselung, die als einphasige Kapselung bezeichnet ist, untergebracht sein. Üblicherweise sind die mehrphasig gekapselten Leistungsschalterpole in einem kesseiförmigen Gehäuse oder in einer kesseiförmigen Kapselung eingesetzt, welches bzw. welche vorzugsweise senkrecht aufgestellt ist, wobei die Zu- und Abgangsleitungen sowie weitere Komponenten und Bauteile quer dazu an der Kapselung angeschlossen sind.

Bei einem derartigen Leistungsschalter bzw. bei einer Schaltanlage mit einem derartigen Leistungsschalter wird viel Raum benötigt und darüber hinaus ist auch eine große Menge an Isoliergas, vorzugsweise SF6-Gas, erforderlich. Eine Schaltanlage mit einem Leistungsschalter dieser Art ist beispielsweise aus der Literaturstelle Schaltanlagen Handbuch ABB, 11. Auflage, 2006, Seiten 446, 504, 507 bekannt geworden. Die Leistungsschalterpole sind in einer vertikal aufgestellten Metallkapselung untergebracht, die einen größeren Raumbedarf hat; wegen der Abmessungen der Kapselung ist auch die Menge des in der Kapselung eingebrachten Isoliergases hoch.

Eine erste Aufgabe der Erfindung ist es, einen Leistungsschalter zu schaffen, bei dem einerseits Raum und Platz und andererseits auch Isoliergas eingespart wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.

Die Erfindung befasst sich demgemäß mit einem mehrphasigen, insbesondere dreiphasigen, metallgekapselten, gasisolierten Hochspannungsleitungsschalter, mit je einem Leistungsschaltkammerpol pro Phase, die miteinander in einem gemeinsamen Leistungsschaltergehäuse untergebracht sind, und mit wenigstens zwei Anschlussabgängen pro Phase, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsschaltergehäuse eine der Anzahl der Schaltkammerpole entsprechende Anzahl von an ihren Stirnenden offenen Kammern aufweist, in denen die Schaltkammerpole angeordnet sind, und dass die offenen Stirnenden der Kammern mittels je eines die Stirnenden überdeckenden domartigen Deckels verschlossen sind, so dass die Gasverbindung zwischen den einzelnen Kammern über die durch die Deckel erzeugten Verbindungsräume ermöglicht ist.

Dadurch, dass die einzelnen Leistungsschalterpole in eigenen Kammern untergebracht sind, die lediglich an ihren Enden einen gemeinsamen offenen Gasraum aufweisen, sodass die Gasverbindung zwischen den einzelnen Kammern jeweils an den Stirnenden erreicht wird, ist die Menge des verwendeten Isoliergases deutlich reduziert.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann dahin gehen, dass die Kammern durch Rohre gebildet sind, in denen die Leistungsschalterpole angeordnet sind, wobei der Abstand des Außendurchmessers der Leistungsschalterpole vom Innendurchmesser der Rohre durch die Isolierfähigkeit des Gases bestimmt ist. Die die Schaltkammerpole oder Leistungsschalterpole aufnehmenden Rohre und damit auch die Schaltkammerpole können dreieckförmig einander zugeordnet sein oder nebeneinander in einer Ebene liegen, die horizontal ausgerichtet ist.

Erfindungsgemäß können die einzelnen die Kammern bildenden Rohre von den jeweils benachbarten mittels einer gemeinsamen Trennwand getrennt sein.

Dabei können die Trennwände zwischen den Kammern jeweils Teile der Rohre bilden.

Die Rohre mit den domartigen Deckeln, also das Leistungsschaltergehäuse, bilden die Metallkapselung für die Leistungsschalterpole.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann dadurch gekennzeichnet sein, dass das Leistungsschaltergehäuse Domstutzen aufweist, die senkrecht zur Längserstreckung vom Gehäuse aus vorspringen beziehungsweise an diesen angeformt sind, wobei an den freien Abschlusswänden der Domstutzen Öffnungen vorgesehen sind, in die Isolatoren, vorzugsweise Schottisolatoren, einsetzbar sind.

Dabei können wenigstens zwei Domstutzen vorgesehen sein, von denen der eine Domstutzen die zu den Leistungsschalterpolen führenden Zu- oder Ableitungen und der andere Domstutzen zu einer Sammelschienenanordnung führen.

In besonders vorteilhafter Weise können drei Domstutzen vorgesehen sind, von denen an wenigstens einem Domstutzen eine Sammelschienenanordnung anschließbar ist.

In diesem Falle ist an zwei nebeneinander liegenden Domstutzen je eine Sammelschienenanordnung anschließbar.

Bei Vorsehen lediglich einer Sammelschienenanordnung ist der sammelschienenanschlussleiterfreie Domstutzen mit einer Blindplatte verschließbar oder verschlossen. Wenn drei Domstutzen vorgesehen sind, sind die Domstutzen vorzugsweise in gleichen Abständen voneinander entfernt.

Die Verbindungsleiter, die an den Leistungsschalterpolen angeschlossen sind und durch jeweils einen Domstutzen nach außen aus der Kapselung herausgeführt werden, liegen jeweils in einer Ebene, die senkrecht zur Längserstreckung der Leistungsschalterpole verläuft. Die Verbindungsleiter sind in Isolatoren eingebettet, die vorteilhaft als Schottisolatoren ausgebildet sind. In diesem Falle sind die Verbindungsleiter, die auch als Armaturen bezeichnet werden können, gasdicht in die Isolatoren eingegossen. Innerhalb des Leistungsschaltergehäuses sind sie mit elektrisch leitenden Abschnitten der Leistungsschalterpole verbunden; außerhalb des Leistungsschaltergehäuses, also außerhalb der Isolatoren, können sie mit einer Sammelschienenanordnung oder mit weiteren Komponenten verbunden sein. Solche Komponenten können Strom- oder Spannungswandler oder Trenn- und/oder Erdungsschalter sein. Auch ist der Anschluss eines Schalterzu- oder -abganges, z.B. eines Kabelabganges oder einer Freileitung möglich.

In vorteilhafter weise können sich die Kontaktstellen der Schalterpole zwischen zwei Domstutzen befinden, von denen ein Domstutzen zu dem bzw. zu den Leistungsschalterpolen gehörenden Schalterzu- bzw. -abgang zugehörig ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Schaltfeld vorzugsweise mit einem erfindungsgemäßen Leistungsschalter zu schaffen, das einfach im Aufbau und auch in der Herstellung ist, das ebenfalls einen geringen Raumbedarf hat und geringe Mengen an Isoliergas benötigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Leistungsschalter horizontal angeordnet ist, dass auf der Oberseite des Leistungsschalters wenigstens eine Sammelschienenanordnung zum Anschluss je einer Sammelschiene oder weitere Komponenten angeordnet sind und dass der Leistungsschalter an einem Ende an einen Antrieb angrenzt. In vorteilhafter Weise ist jede Sammelschienenanordnung als in einem Gehäuse untergebrachtes Sammelschienenmodul ausgebildet, das an je einem Domstutzen des Leistungsschalters befestigt werden kann.

Dadurch ergibt sich eine raumsparende Gesamtanordnung, bei der die Menge des Isoliergases verringert und die Stromdichte des Schaltfeldes optimiert ist. Infolge der vertikalen Anordnung der Sammelschienenmodule oben auf dem Leistungsschalter stellt sich innerhalb der gesamten Kapselung aufgrund einer thermischen Konvektionsströmung eine günstige Kühlung ein.

Eine Schaltanlage mit einem horizontal angeordneten Leistungsschalter ist aus o.g. Handbuch, S. 508, bekannt geworden. Die Kapselung hier ist ein Kessel, in dem alle Leistungsschalterpole untergebracht sind, wobei bei Vorsehen einer Doppelsammelschienenanordnung diese an einem einzigen Anschlussstutzen an einem Ende der Kapslung angeschlossen ist und die einzelnen Sammelschienen beidseitig zur einem am Anschlussstutzen angeschlossenen säulenartigen Kapselungsteil befestigt sind. Auch hier ist der Bedarf an Isoliergas im Vergleich zum erfindungsgemäßen Schaltfeld hoch.

Dabei kann im Steuerschrank auch eine Antriebseinrichtung für Trenn- und Erdungsschalter angeordnet sein.

Wenn das Schaltfeld an einen Bediengang angrenzt, wird der Steuerschrank ausschließlich dem Bediengang zugewandt sein beziehungsweise diesen begrenzt.

Eine Revision jedes Leistungsschalterpoles wird dann sinnvollerweise vom Bediengang her durch den Steuerschrank hindurch durchgeführt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Schaltfeldes ist dadurch gekennzeichnet, dass jede Sammelschienenanordnung oder jedes Sammelschienenmodul in vorteilhafter weise ein Sammelschienengehäuse umfasst, das mit einem Gehäuseflansch an einem Domstutzen angeflanscht ist. Wenn das Schaltfeld zum Anschluss einer Doppelsammelschienenanordnung ausgebildet sein soll, dann ist an zwei nebeneinanderliegenden Domstutzen zur Bildung der Doppelsammelschienenanordnung je ein Sammelschienengehäuse angeflanscht.

Im Gegensatz zu der oben erwähnten Schaltanlage mit horizontal liegendem Leistungsschalter werden bei Vorsehen einer Doppelsammelschienenanordnung beide Sammelschienen nebeneinander auf dem Leistungsschalter über die Sammelschienenmodule angeschlossen, was ebenfalls zu einer Reduzierung der Isoliergasmenge führt.

Bei dem erfindungsgemäßen Schaltfeld kann die Betätigung von Trenn- und/oder Erdungsschaltern mittels mechanischer Übertragungsmittel vorgenommen werden.

Da erfindungsgemäß die Antriebe für die Trennschalter und Erdungsschalter im Steuerschrank untergebracht sind, ist die Zugänglichkeit zu diesen Antrieben vom Bediengang her einfach.

Wenn das erfindungsgemäße Schaltfeld mit wenigstens einer Druckentlastungseinheit ausgerüstet werden soll, dann sind diese so anzuordnen, dass sie bei einem Ansprechvorgang im Störfall entstehendes Druckgas in einen Bereich außerhalb des Bediengangs ableiten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen und weitere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen: Fig. 1 eine Längsschnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Leistungsschalter,

Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie M-Il der Fig. 1 und

Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie Ml-Ml der Fig. 1 ,

Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Leistungsschalters, mit der Anordnung der Schalterpole in einer Ebene,

Fig. 5 eine schematisierte Darstellung eines Schaltfeldes mit einem Leistungsschalter nach den Fig. 1 bis 3 sowie einem Doppelsammelschienenfeld, und

Fig. 6 eine schematisierte Darstellung eines Kuppelfeldes.

Es sei nun Bezug genommen auf die Fig. 1 bis 3.

Ein Leistungsschalter 10, hier ein dreiphasiger Leistungsschalter, besitzt eine der Anzahl der Phasen entsprechende Anzahl von Leistungsschalterpolen 11 und 12, die auch Schaltkammerpole genannt werden und von denen der Leistungsschalterpol 11 in der Fig. 1 in Längsschnittansicht schematisch dargestellt ist. Die Schaltkammer 13 ist schematisch mit Einbauteilen dargestellt. Dabei befindet sich in jeder Schaltkammer 13 ein festes Kontaktstück 13a und ein bewegliches Kontaktstück 14a, von denen das bewegliche Kontaktstück 14a mit einer Schaltstange 14 verbunden ist, die aus dem Ende des Schalterkammerpoles 11 herausragt. Die Schaltstange 14 ist mit einem Joch 15 verbunden, an dem die nicht dargestellten Schaltstangen der anderen Leistungsschalterpole angeschlossen sind; der dritte Leistungsschalterpol liegt vor der Schnittebene und ist daher nicht sichtbar. Das Joch 15 besitzt dabei ein Zentralteil 16, an dem Arme 17 angeformt sind, an deren Enden die Schaltstangen 14 für jeden Schaltkammerpol angeschlossen sind. Das Zentralteil 16 des Joches ist mit einer Übertragungsstange 18 verbunden, die über eine Schubdurchführung 19 mit einem Antrieb 20 gekoppelt ist, der z.B. als hydraulischer Federspeicherantrieb ausgebildet sein kann und für die Erfindung nicht von Bedeutung ist, sodass er hier nicht näher beschrieben wird. In gleicher Weise ist auch die Schubdurchführung 19 ebenfalls für die Erfindung nicht von wesentlicher Bedeutung, sodass auch diese Schubdurchführung 19 nicht näher beschrieben wird. Der konstruktive Aufbau der Schaltkammern 13 ist darüber hinaus für die Erfindung auch nicht von Bedeutung; es ist lediglich festzuhalten, dass durch das feste und das bewegliche Kontaktstück 13a und 14a eine Kontaktstelle in jedem Leistungsschalterpol gebildet ist.

Die Leistungsschalterpole 11 und 12 sind in einem Leistungsschaltergehäuse 21 , kurz auch Gehäuse 21 oder auch Kapselung 21 genannt, untergebracht, welches eine langgestreckte Form aufweist und an den freien, links und rechts befindlichen Enden mittels je eines domartigen Deckels 22 und 23 verschlossen ist. Im Deckel 22 befindet sich die Schubdurchführung 19. Die domartigen Deckel 22, 23 besitzen Flansche 24, 25, die an entsprechenden Flanschen 26 und 27 am Gehäuse 21 befestigt sind.

Es sei nun Bezug genommen auf die Fig. 2.

Die Fig. 2 zeigt eine Querschnittansicht des Leistungsschalters 10 gemäß Schnittlinie M-Il der Fig. 1. Innerhalb des Gehäuses 21 befinden sich die Schaltkammerpole 11 und 12 sowie der in Fig. 1 nicht sichtbare Schaltkammerpol 28. Diese drei Schaltkammerpole 11 , 12 und 28 sind an den Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet, dessen durch die Schaltkammerpole 12, 28 aufgespannte Ebene sich vertikal unten befindet und horizontal verläuft.

Das Gehäuse oder die Kapselung 21 ist den Schaltkammerpolen 11 , 12 und 28 angepasst. Es besitzt daher eine der Anzahl der Schaltkammerpole 11 , 12 und 28 entsprechende Anzahl von Kammern 29, 30 und 31 , die ebenfalls an den Ecken des gleichschenkligen Dreiecks, auf dem die Schaltkammerpole 11 , 12 und 28 angeordnet sind, einander zugeordnet sind. Die Kammer 29 für den Schaltkammerpol 11 umschließt den Schaltkammerpol 11 derart, dass der Abstand der Außenfläche des Schaltkammerpoles 11 und der Innenfläche der Kammer 29 so bemessen ist, dass Überschläge zwischen dem Schaltkammerpol 11 zu dem Gehäuse 21 verhindert sind, was natürlich auch für die Kammern der anderen Schaltkammerpole gilt. Die Kammer 29 ist von den Kammern 31 und 30 jeweils durch eine Zwischenwand 32, 33 getrennt, sodass die Zwischenwände 32 und 33 sowohl je einen Teil der Kammer 29 als auch einen Teil der Kammern 30 beziehungsweise 31 bilden und in entsprechender weise alle Kammern voneinander trennen. Die einzelnen Kammern 29, 30, 31 sind dadurch etwa rohrförmig ausgebildet, und im Bereich der Schaltkammerpole 11 , 12, 28 selbst ist eine Gasverbindung zwischen den Kammern 29, 30 und 31 wegen der Zwischenwände 32, 33 nicht gegeben.

Die einzelnen Kammern 29, 30 und 31 sind zu ihren freien Enden hin offen und gemeinsam jeweils mit den die Kammern 29, 30, 31 abdeckenden Deckeln 22, 23 abgeschlossen. Die Innenräume der Deckel 22, 23 bilden somit die Gasverbindung der Kammern 29, 30, 31 an den beiden Enden des Gehäuses 21.

Dadurch, dass die einzelnen Kammern 29, 30 und 31 geometrisch wie rohrförmige Einzelkapselungen ausgebildet sind und derart wirken, was insbesondere aus der Fig. 3 deutlich ersichtlich ist, wird einerseits der Platzbedarf reduziert und andererseits die Menge des innerhalb des Gehäuses 21 befindlichen Isoliergases gegenüber einer sogenannten Kessellösung deutlich verringert.

Mit anderen Worten: das Leistungsschaltergehäuse, oder auch die Kapselung, zwischen den Stirnenden wird durch einzelne Rohre gebildet, deren Mittelachsen ebenso wie die Mittelachsen der Leistungsschalterpole an den Ecken eines gleichschenkeligen Dreiecks, wie aus der Fig. 3 deutlich ersichtlich ist, angeordnet sind, so dass die Rohre dreieckförmig aneinander gelegt sind, wobei jeweils zwei Rohre, die Kammer 29 und 31 beziehungsweise 29 und 30 jeweils über die beiden gemeinsamen Zwischen- oder Trennwände 32, 33 miteinander verbunden sind.

Die Fig. 1 zeigt eine Kapselung, an der senkrecht zu der durch die beiden Schaltkammern 12 und 28 aufgespannten Ebene drei Domstutzen 34, 35 und 36 angeformt sind, von denen in der Fig. 3 der Domstutzen 35 näher dargestellt ist.

Es sei nun die Fig. 3 betrachtet. Der Domstutzen 36, der den Domstutzen 34 und 35 gleicht, besitzt einen rechteckförmigen Querschnitt, dessen Schnittebene horizontal verläuft, wobei je zwei Seitenwände 37, nämlich die Längeren, quer zur Längserstreckung der Schaltkammerpole 11 , 12 und 28 und die Seitenwände 39, die kürzer sind, etwa parallel zu der Längserstreckung der Schaltkammerpole 11 ,12 und 28 verlaufen; die kürzeren Seitenwände 39 münden etwa tangential in die Außenflächen der Kammern 31 und 30 ein und sind zusammen mit den längeren Seitenwänden 38 sich verjüngend ausgerichtet, sodass sich die Querschnittsfläche, die parallel zu der durch die Schaltkammern 28 und 12 verlaufenden Ebene verläuft, hin zum freien Ende der Seitenwände 38 und 39 leicht verjüngt. Die Seitenwände 38 und 39 sind an ihren freien Enden mit einer Abschlusswand 40 verbunden, die den Dom 36 und damit auch die Dome 34 und 35 nach oben hin abschließt. In der Abschlusswand 40 befinden sich Öffnungen 41 , 42 und 43, in denen Scheiben- oder Schottisolatoren 44, 45 und 46 gasdicht eingesetzt sind, die von eingegossenen Armaturen 47, 48 und 49 durchgriffen sind, an denen Anschlussleitungen angeschlossen werden können, die dann in nicht näher dargestellter Weise zu einer Sammelschienenanordnung oder einen anderen Leitung, z.B. einem Kabelabgang oder einer Freileitung, führen. Wenn Schottisolatoren verwendet werden, dann sind die Armaturen 44, 45, 46 in die Schottisolatoren und auch die Schottisolatoren gasdicht in die Öffnungen 41 ,42,43 eingesetzt.

Die einander zugehörigen Armaturen 47, 48; 47a, 48a; 47b, 48b liegen jeweils in einer Ebene, die senkrecht zur Längserstreckung der Schaltkammerpole verläuft.

Die Armaturen 47,48; 47a,48a sind einem elektrisch leitenden Abschnitt 13b der Schaltkammern 13 auf der dem Antrieb 20 zugewandten Seite der Kontaktstelle 13a und die Armaturen 47b, 48b an dem Abschnitt 13c auf der dem Antrieb 20 entgegengesetzt liegenden Seite der Kontaktstelle 13a angeschlossen.

Die Ausführung des Domstutzens 34 ist die Gleiche wie die des Domstutzens 36.

Die Domstutzen 34, 35 und 36 können jeweils auch mittels eines Abschlussdeckels als Blindabdeckung verschlossen sein. In der Fig. 2 sind die den Seitenwänden 39 entsprechenden Seitenwände 50 und 51 von innen zu sehen, wobei diese Seitenwände in der Fig. 3 nicht sichtbar sind.

Die Domstutzen 34, 35, 36 sind jeweils im gleichen Abstand zueinander angeordnet, wobei der Abstand zwischen je zwei einem Modulmaß entspricht.

Das Leistungsschaltergehäuse 21 ist zusammen mit den darin angeordneten Leistungsschalterpolen oder Schaltkammerpolen 11 , 12 und 28 liegend angeordnet und mittels seiner Flansche 26 und 27 über Träger 52 auf einem Tragegestell 53 befestigt.

An den Deckeln 22 und 23, die beide topfförmig ausgebildet sind, sind je ein Stutzen 54 angeordnet, an denen eine Sicherheitseinheit 55, z.B. eine Berstscheibe, angeflanscht werden kann. Die Sicherheitseinheit 55 schützt die Kapselung 21 des Leistungsschalters 10 bei einem Störfall vor Beschädigungen. Es kann auch eine Durchführung für eine Gasleitung vorgesehen sein, an der beispielsweise ein Dichtewächter oder dergleichen angeschossen werden kann.

Die Erfindung ist beschrieben für Leistungsschalterpole, die an den Ecken eines Dreiecks angeordnet sind. Eine entsprechende Lösung kann aber auch dann vorgesehen sein, wenn die einzelnen Leistungsschalterpole in einer horizontal verlaufenden Ebene liegen. Diese können dann in gleicher weise von jeweils einem Rohr so umgeben sein wie bei der Anordnung gemäß den Figuren 1 bis 3. Diese Anordnung ist in der Fig. 4 dargestellt. Innerhalb der Rohre 29a, 30a, 31 a befinden sich die Leistungsschalterpole 28a, 11a und 12a, wobei sich zwischen den Rohren 31 a, 32a, 29a jeweils Trennwände 32a und 33a befinden, die jeweils Teilbereiche der Rohre 31 a, 32a, und 29a bilden, ähnlich wie die Teilwände 32 und 33 der Anordnung nach Fig. 2. Auch hier sind Domstutzen und Deckel vorgesehen, wie bei der Anordnung der Fig. 1 bis 3, die aber in der Darstellung gemäß Fig. 4 nicht eingezeichnet sind.

In der Fig. 5 ist ein erfindungsgemäßes Schaltfeld 100 mit einem Leistungsschalter 10 der Fig. 1 bis 3 dargestellt. Vor dem Schaltfeld 100, hier in der Zeichnung Fig. 5 links, befindet sich ein Steuerschrank 101 , der mittels zweier horizontaler luftdurchlässiger Trennwände 102 und 103 in drei Teilräume 104, 105 und 106 unterteilt ist. Im unteren Teilraum 104 befindet sich ein dem Antrieb 20 entsprechender Antrieb 114, der z.B. als Federspeicherantrieb ausgebildet sein kann. Oberhalb des Teilraumes 104 ist der ein Steuermodul aufnehmende Teilraum 105 angeordnet. Darin befinden sich Komponenten für eine Schutzfunktion sowie eine Feldverkabelung. Oberhalb des Teilraumes 105 befindet sich der Teilraum 106, in dem sich Antriebskomponenten für die Trenn-/Erdungsschalter befinden. Diese Komponenten können als elektrische Antriebe oder als Handantriebe ausgeführt sein. Auch eine mechanische Verriegelung der einzelnen Komponenten ist, wenn erforderlich, möglich.

Insgesamt können die einzelnen Komponenten modulartig zusammen gefasst werden. Beispielsweise kann eine Klemmleiste (nicht dargestellt) von einer Stromwandlereinheit in einem eigenen Modulgehäuse mit eigener Plombierung untergebracht werden. In dem Teilraum 105 könnte auch das Anzeigegerät eines SF6-Sensors oder eines Dichtewächters untergebracht sein. Damit ist die Überwachung des Sensors von einer Bedienperson vom Bediengang aus einfach möglich.

Die Steuerschränke mehrerer nebeneinander aufgestellter Schaltfelder sind nebeneinander lückenlos aneinandergereiht und bewirken dadurch einen optimalen Personenschutz für sich in einem Bediengang vor den Steuerschränken aufhaltenden Bedienpersonen im Falle eines Fehlers und eines Austretens von heißem SF6-Gas, z.B. beim Bersten einer Berstplatte.

Zusätzliche Gehäuse oder Stecker etc. mit eigener Schutzklasse, eigenem Spritzwasserschutz, eigener Heizung oder eigenen Überwachungseinrichtungen sind nicht mehr notwendig. Ebenso können IP 545-Stecker wegfallen.

Auf dem Leistungsschalter 10 sind auf den nebeneinanderliegenden Domstutzen 36 und 35 Sammelschienenanordnungen 118 aufgesetzt, die je in einem Gehäuse als Sammelschienenmodul untergebracht sind. Auf dem Domstutzen 34 sitzt ein Stromwandler 120, an dem eine Zu- oder Ableitung 121 angeschlossen ist, die hier zu einem Kabelabgang 124 führt. Da die Sammelschienenanordnungen 118 und die Zu- oder Ableitungen 121 oberhalb des Leistungsschalters 10 angeordnet sind, wird die Stellfläche des Schaltfeldes 100 im Wesentlichen von dem Platzbedarf des Leistungsschalters 10 bestimmt. Ein zusätzlicher, wenn auch geringer Platzbedarf ist durch den Antrieb 114 und das oberhalb des Antriebes 114 befindliche Steuerungsmodul 116 bestimmt.

Als Antrieb für den Leistungsschalter ist ein mechanischer Antrieb, der z.B. ein hydraulischer Federspeicherantrieb sein kann, vorgesehen, wobei natürlich auch jeder andere geeignete Antrieb denkbar ist.

Trenn- und/oder Erdungsschalter können in der Sammelschienenanordnung 118 oder oberhalb des Spannungswandlers 120 angeordnet sein; Trennschalter können auch in Gehäusen 126 untergebracht sein.

Die Fig. 6 zeigt ein sog. Kuppelfeld 100a, bei dem sich oberhalb des Leistungsschalters 10 zwei nebeneinander angeordnete

Sammelschienenanordnungen 118 nebeneinander angebracht sind, zwischen denen sich die Kontaktstellen des Leistungsschalters befinden. Mit dem Kuppelfeld 110a werden zwei Sammelschienenstränge miteinander gekuppelt, sodass beide Sammelschienenstränge unabhängig voneinander betrieben werden können. Die entsprechende Schaltungsanordnung ist an sich bekannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen werden muss. Bei der Benutzung des Schaltfeldes als Kuppelfeld ist der Leistungsschalter 10 gegenüber der Anordnung nach Fig. 5 um 180 Grad gedreht, so dass das Steuerungsmodul 116 sich an dem dem Antrieb 114 entgegengesetzt liegenden Ende des Leistungsschalters 10 befindet. Damit kann das erfindungsgemäße Schaltfeld auf mehrere Arten benutzt werden, ohne dass wesentliche Änderungen des Schaltfeldes erforderlich sind.

Von den Sammelschienenanordnungen 118 sind hier lediglich die Gehäuse gezeichnet, an denen in entgegengesetzte Richtungen vorspringende Flansche mit Öffnungen 130 angebracht sind, an denen Sammelschienenstränge angeschlossen werden können. Die Erfindung ist an Hand einer dreiphasigen Anlage beschrieben worden. Selbstverständlich ist es bei gleicher Anordnung der Sammelschienenanordnungen, des Antriebes und der weiteren Komponenten und Bausteine möglich, die Anlage auch zweiphasig auszubilden.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Leistungsschalters einerseits und des Schaltfeldes andererseits können die einzelnen Komponenten modulartig hergestellt werden. Hierzu ist die Breite der Gehäuse für die Sammelschienenanordnungen durch ein Modulmaß gegeben, das sich ebenso in den Abständen der Domstutzen wiederfindet, sodass alle Komponenten, außer dem Leistungsschalter 10, mindestens in einer Dimension, vorzugsweise in der Richtung, die in Längsrichtung der Schaltkammerpole verläuft, dem Modulmaß entsprechen. Dadurch wird der Zusammenbau vereinfacht und eine große Variationsmöglichkeit der Anordnung der Komponenten erzeugt.

Bezugszeichenliste

10 Leistungsschalter 31 a Kammer, Rohr

11 Leistungsschalterpol, 32 Zwischenwand

Schaltkammerpol 32a Zwischenwand

12 Leistungsschalterpol 33 Zwischenwand

Schaltkammerpol 33a Zwischenwand

13 Schaltkammer 34 Domstutzen

13a festes Kontaktstück 35 Domstutzen

14 Schaltstange 36 Domstutzen

14a bewegliches Kontaktstück 38 Seitenwand

15 Joch 39 Seitenwand

16 Zentralteil 40 Abschlusswand

17 Arm 41 Öffnung

18 Übertragungsstange 42 Öffnung

19 Schubdurchführung 43 Öffnung

20 Antrieb 44 Scheibenisolator

21 Leistungsschaltergehäuse, 45 Scheibenisolator

Gehäuse, Kapselung 46 Scheibenisolator

22 Deckel 47 Armatur

23 Deckel 47a, 47b Armatur

24 Flansch 48 Armatur

25 Flansch 48a, 48b Armatur

26 Flansch 49 Armatur

27 Flansch 49a,49b Armatur

28 Schaltkammerpol 50 Seitenwand

29 Kammer, Rohr 51 Seitenwand

29a Kammer, Rohr 52 Träger

30 Kammer 53 Gestell

30a Kammer, Rohr 54 Stutzen

31 Kammer 55 Sicherheitseinheit 100,100a Schaltfeld

113 Antrieb

116 Steuerungsmodul

118 Sammelschienenanordnung

120 Stromwandler

121 Zu-Ableitung

124 Kabelabgang

Claims

Patentansprüche

1. Mehrphasiger, insbesondere dreiphasiger, metallgekapselter, gasisolierter Hochspannungsleistungsschalter, mit je einem Leistungsschaltkammerpol (11 , 12, 28) pro Phase, die miteinander in einem gemeinsamen Leistungsschaltergehäuse (21 ) untergebracht sind, und mit wenigstens zwei Anschlussabgängen pro Phase, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsschaltergehäuse (21 ) eine der Anzahl der Schaltkammerpole (11 , 12, 28) entsprechende Anzahl von an ihren Stirnenden offenen Kammern (29, 29a; 30, 30a; 31 , 31 a) aufweist, in denen die Schaltkammerpole (11 , 12, 28) angeordnet sind, und dass die offenen Stirnenden der Kammern (29, 29a; 30, 30a; 31 31 a) mittels je eines die Stirnenden überdeckenden domartigen Deckels (22, 23) verschlossen sind, so dass die Gasverbindung zwischen den einzelnen Kammern (29, 29a;...) über die durch die Deckel (22, 23) erzeugten Verbindungsräume ermöglicht ist.

2. Leistungsschalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (29, 29a...) durch Rohre gebildet sind, in denen die Schaltkammerpole (11 , 12, 28) angeordnet sind, wobei der Abstand des Außendurchmessers der Schaltkammerpole (11 , 12, 28) vom Innendurchmesser der Rohre durch die Isolierfähigkeit des Gases bestimmt ist.

3. Leistungsschalter, nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Schaltkammerpole (11 , 12, 28) aufnehmenden Rohre und damit auch die Schaltkammerpole (11 , 12, 28) dreieckförmig einander zugeordnet sind.

4. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Schaltkammerpole (11 a, 12a, 28a) aufnehmenden Rohre und damit die Schaltkammerpole in einer Ebene liegen, die horizontal ausgerichtet ist.

5. Leistungsschalter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen die Kammern (29, 29a...) bildenden Rohre von den jeweils benachbarten mittels einer gemeinsamen Trennwand (32, 32a; 33, 33a) getrennt sind.

6. Leistungsschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände(32, 32a; 33, 33a) zwischen den Kammern (29, 29a...) jeweils Teile der Rohre bilden.

7. Leistungsschalter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsschalterkapselung (21 ) Domstutzen (34, 35, 36) aufweist, die senkrecht zur Längserstreckung von der Kapselung (21 ) aus vorspringen beziehungsweise an diesen angeformt sind, wobei an den freien Abschlusswänden (40) Öffnungen (41 , 42, 43) vorgesehen sind, in die Isolatoren (44, 45, 46) einsetzbar sind.

8. Leistungsschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Domstutzen (34, 35, 36) vorgesehen sind, von denen der eine Domstutzen (34) die zu den Schaltkammererpolen (11 , 12, 28) führenden Zu- oder Ableitungen und der andere Domstutzen (36) zu einer Sammelschienenanordnung führen.

9. Leistungsschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass drei Domstutzen (34, 35, 36) vorgesehen sind, von denen an wenigstens einem Domstutzen (36) eine Sammelschienenanordnung anschließbar ist.

10. Leistungsschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an zwei nebeneinander liegenden Domstutzen (34, 35, 36) je eine Sammelschienenanordnung anschließbar ist.

11. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorsehen lediglich einer Sammelschienenanordnung der sammelschienenanschlussleiterfreie Domstutzen mit einer Blindplatte verschließbar oder verschlossen ist.

12. Leistungsschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Domstutzen (34, 35, 36) in gleichen Abständen voneinander entfernt sind.

13. Leistungsschalter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der der Schaltkammer (13) der Schaltkammerpole entgegengesetzt liegende Deckel (22) eine Schubdurchführung für einen Antrieb (20) der Schaltkammerpole (11 , 12, 28) aufweist.

14. Leistungsschalter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstellen (13a, 14a) der Schaltkammerpole (11 , 12, 28) sich zwischen zwei Domstutzen befinden, von denen ein Domstutzen zu einem von den Schaltkammerpolen gehörenden Schalterabgang zugehörig ist.

15. Schaltfeld, vorzugsweise mit einem Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsschalter (100) horizontal angeordnet ist, dass auf der Oberseite des Leistungsschalters (100) wenigstens eine in je einem Gehäuse(118, 119, 120) untergebrachte Sammelschienenanordnung als Sammelschienenanschluss vertikal angeordnet ist und dass der Leistungsschalter (100) an einem Ende an einen Antrieb (114) angrenzt.

16. Schaltfeld nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Antrieb für den Leistungsschalter (100) in einem Steuerschrank (101 ) befindet.

17. Schaltfeld nach einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichtet, dass im Steuerschrank (101 ) auch eine Antriebseinrichtung für Trenn- und Erdungsschalter angeordnet ist.

18. Schaltfeld nach Anspruch 17, mit einem Bediengang, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschrank (101 ) ausschließlich dem Bediengang zugewandt ist.

19. Schaltfeld nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschrank (101 ) mittels horizontaler Trennwände (102, 103) in mehrere Teilräume (104, 105, 106) unterteilt ist, in denen sich Komponenten für das Schaltfeld befinden.

20. Schaltfeld nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontalen Trennwände (102, 103) luftdurchlässig, z.B. perforiert, sind.

21. Schaltfeld nach einem der Ansprüche 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass sich im oberen Teilraum (106) elektrische oder manuelle Antriebe für die Trenn-/Erdungsschalter befinden.

22. Schaltfeld nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass sich im unteren Teilraum (104) der Antrieb (114) für die Leistungsschalterpole befinden.

23. Schaltfeld nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Revision jedes Leistungsschalterpoles vom Bediengang her durch den Steuerschrank (101 ) hindurch durchführbar ist.

24. Schaltfeld nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem Domstutzen eine Sammelschienenanordnung anschließt.

25. Schaltfeld nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelschienenanordnung ein Sammelschienengehäuse umfasst, das mit einem Gehäuseflansch an einem Domstutzen angeflanscht ist.

26. Schaltfeld nach Anspruch 25 zum Anschluss einer Doppelsammelschienenanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass an zwei nebeneinanderliegenden Domstutzen zur Bildung der Doppelsammelschienenanordnung je ein Sammelschienengehäuse angeflanscht ist.

27. Schaltfeld nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kontaktstellen der Leistungsschalterpole außerhalb des Bereiches der Domstutzen zum Anschluss der Sammelschienengehäuse befinden.

28. Schaltfeld nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung von Trenn- und/oder Erdungsschaltern mittels mechanischer Übertragungsmittel vorgenommen ist.

29. Schaltfeld nach einem der Ansprüche 15 bis 28, mit wenigstens einer Druckentlastungseinheit für das Schaltfeld, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckentlastungseinheiten bei einem Ansprechvorgang bei einem Störfall entstehendes Druckgas in einen Bereich außerhalb des Bediengangs ableiten