WO2015032919A1 - Schaltanordnung für eine schaltanlage - Google Patents

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WO2015032919A1
WO2015032919A1 PCT/EP2014/068988 EP2014068988W WO2015032919A1 WO 2015032919 A1 WO2015032919 A1 WO 2015032919A1 EP 2014068988 W EP2014068988 W EP 2014068988W WO 2015032919 A1 WO2015032919 A1 WO 2015032919A1
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circuit breaker
housing
load
switching arrangement
switchgear
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PCT/EP2014/068988
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English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Blecher
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Uwe Blecher
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • H01H33/6661—Combination with other type of switch, e.g. for load break switches
    • 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
    • H02B13/01—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with resin casing

Definitions

  • the invention relates to a switching arrangement for a switchgear, in particular medium-voltage switchgear, comprising
  • a housing formed of an insulating material
  • At least one load or circuit breaker located in the housing
  • At least one circuit breaker arranged in the housing and connected in series with the load or circuit breaker
  • the load or circuit breaker in series downstream outlet connection.
  • the invention relates to a switchgear, in particular medium voltage switchgear.
  • Switchgears are usually used for switching and distributing electrical energy in high, medium and low voltage networks, with switchgear form nodes in such power grids.
  • Switchgear can be used to connect power plants, renewable energy sources such as wind turbines, photovoltaic systems, hydropower plants, biomass plants or the like, substations, local network stations or the like with voltage networks.
  • a switchgear typically has at least one busbar connection which can be connected to a busbar and a plurality of switching devices, wherein lines branching from the switchgear can be connected to the busbar via the switching devices.
  • the branching lines can be used to feed electrical energy into a voltage network, for consumer-side delivery of electrical energy or as a connection to other nodes of a voltage network.
  • Via a suitable (remote) actuation of the switching devices allows a switchgear in particular a disconnection and grounding of electrically connected to the switchgear electrical equipment, which is particularly necessary for safe maintenance of such electrical equipment.
  • the switching devices usually have a load or circuit breaker, a separate disconnector and a separate earthing switch, each of these switching components is conventionally constructed as a standalone device, which are to be connected together to form a switchgear.
  • This modular design of conventional switching devices is associated with a large-scale design of the switching devices and thus a correspondingly equipped switchgear.
  • the object of the invention is to provide a designed as a compact unit switching arrangement with multiple switching functions for a switchgear.
  • a housing formed of an insulating material
  • At least one load or circuit breaker located in the housing
  • At least one circuit breaker arranged in the housing and connected in series with the load or circuit breaker
  • At least one outlet connection arranged on the housing and connected downstream of the load or circuit breaker
  • the load or circuit breaker and the circuit breaker are arranged in separate and mutually sealed chambers and connected via at least one current band in series, wherein one end of the current band forms a switching element of the circuit breaker.
  • the load or circuit breaker and the circuit breaker are arranged in a common housing. Due to the electrical connection of load or circuit breaker and disconnector via the at least one flexible current band, which simultaneously performs the function of the switching element of the circuit breaker, the load or circuit breaker and the circuit breaker using as few electrical components in a relatively small and thus be arranged compact housing formed.
  • a load or circuit breaker and a circuit breaker are conventionally arranged as separate devices, which is associated with a less space-consuming overall arrangement of load or circuit breaker and disconnector and at the same time requires installation to the load or circuit breaker with the circuit breaker or their To connect housing together.
  • the switching arrangement according to the invention can be prefabricated as a compact unit and the manufacturer optionally one - possibly prescribed - subjected to technical examination. This makes a corresponding technical examination on Site of a switchgear equipped with switchgear invention superfluous, which reduces the assembly effort in the installation and maintenance of a corresponding switchgear.
  • the insulating material of the housing may be a thermosetting plastic, such as an epoxy resin.
  • the housing may be made by injection molding. Furthermore, the housing can be formed in one piece or from two or more housing parts which can be connected to one another.
  • two, three or more load or circuit breakers and circuit breakers can be arranged separately from one another in the housing, in particular in order to be able to connect the switching arrangement to the three phases of a busbar and to be able to connect a plurality of electrical branches to a busbar.
  • a single load or circuit breaker and a single circuit breaker are arranged in the housing, which can be connected via a busbar connection with a phase of a busbar.
  • the load or circuit breaker may comprise a ceramic housing and be disposed in the housing via an insulating liquid, so that the different thermal expansion coefficients of the housing and the ceramic housing do not lead to cracking in the housing, which does not reliably prevent in direct contact between the housing and ceramic housing could be.
  • the switching arrangement or its housing can also have two or more busbar connections connected in series upstream of the disconnecting switch.
  • the switching arrangement or its housing can have two or more outgoing connections connected downstream of the load or circuit breaker.
  • the outlet connection and / or the busbar connection can be designed as cone-shaped cable connections.
  • a fuse may be arranged.
  • the chamber of the load or circuit breaker and the chamber of the circuit breaker are preferably electrically isolated from each other and fluid-tightly sealed from each other.
  • the load or circuit breaker can also be connected in series with the disconnecting switch via two or more current strips combined in particular with one another.
  • the end of the current band, which forms a switching element of the circuit breaker may be provided with a contact element, for example with a welded copper element, which may be formed of the same or a different material than the current band.
  • the current band or the contact element may be provided with a contact material in order to prevent contact welding.
  • the switching element forming the end of the current band may be formed slotted, whereby a tolerance compensation a multi-point contact to the mating contact can be realized.
  • the current band may be at least partially laminated in order to give the current band sufficient mobility.
  • the current band may be formed as a flat band that, for example, 90 °, is arranged twisted in the housing, in particular in order to make the respective position of the current band or the switching element formed therefrom visible from the outside.
  • the load or circuit breaker is arranged in a vacuum chamber.
  • the load or circuit breaker may have for its opening and closing a linearly movable arranged in the vacuum chamber plunger, which is electrically connected by means of the flexible current band to the circuit breaker.
  • the load or circuit breaker can be operated reliably and permanently without being arranged in a vacuum chamber.
  • the use of a vacuum chamber has the advantage over the use of an electrically insulating, generally harmful gas that no harmful or toxic substances must be used to form the switching arrangement.
  • the chamber in which the circuit breaker is arranged at least partially filled with an insulating liquid.
  • this chamber can be made smaller than would be the case if instead of the insulating liquid, for example, an electrically insulating gas or air would be arranged in the chamber.
  • the electrically insulating insulating liquid thus enables the creation of a very compact circuit breaker chamber and thus a very compact design switching arrangement.
  • the switching arrangement has an actuating device arranged on the housing for the manual or at least partially automated actuation of the disconnecting switch.
  • the actuator may have a mechanically connected to the switching element of the circuit breaker or with this switching element forming the end of the current band actuator connected, which can be controlled remotely.
  • the module formed by a combination of actuator and other switching arrangement can be offered as a technically tested module and installed at the respective site without additional technical tests.
  • the circuit breaker is designed such that it can also be used as a grounding switch.
  • the circuit breaker is designed as a 3-way disconnector with the switch positions "connect”, “disconnect” and “earth.” This combination of functions in a single electrical component, namely the disconnect switch, makes a very compact design of the circuit arrangement possible.
  • the switching arrangement has at least two arranged on the housing, different busbars associated busbar connections and at least one disposed in a separate chamber in the housing, the circuit breaker in series upstream selector switch over which the circuit breaker is selectively connectable to one of the busbar connections , where the selector switch and the Disconnector are connected in series with each other via at least one further current band, wherein one end of the further current band forms a switching element of the selector switch.
  • the load or circuit breaker can optionally connect to one of the busbar connections in order to be able to realize different types of connection with the switching arrangement.
  • the current band may be formed according to the current band connecting the load or circuit breaker to the circuit breaker.
  • the chamber in which the selector switch is arranged at least partially filled with an insulating liquid.
  • this chamber can also be made smaller than would be the case if instead of the insulating liquid, for example, an electrically insulating gas or air would be arranged in the chamber.
  • an electrically insulating insulating liquid thus enables the creation of a very compact selector switch chamber and consequently a very compact circuit arrangement.
  • the switching arrangement has a further actuating device arranged on the housing for the manual or at least partially automated actuation of the selector switch.
  • this actuator may have a mechanically connected to the switching element of the selector switch or with this switching element forming the end of the further current band actuator connected, which can be controlled remotely.
  • the module formed by a combination of actuators and other switching arrangement can be offered as a technically tested module and installed at the respective site without additional technical tests.
  • the switchgear in particular medium-voltage switchgear, according to claim 9, according to the invention comprises at least one switching arrangement according to one of the aforementioned embodiments or any combination thereof.
  • the advantages mentioned above with respect to the switching arrangement are connected accordingly.
  • the invention will be explained by way of example with reference to the attached figures with reference to preferred exemplary embodiments, wherein the features illustrated below may represent an aspect of the invention both individually and in different combinations with one another. Show it
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of an exemplary embodiment of a switching arrangement according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic sectional illustration of a further exemplary embodiment of a switching arrangement according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of a further exemplary embodiment of a switching arrangement according to the invention
  • FIG. 4A shows a schematic side view of an exemplary embodiment of an actuating device of a switching arrangement according to the invention
  • Figure 4B is a schematic plan view of the actuator shown in Figure 4A.
  • Figure 1 shows a schematic sectional view of an embodiment of a circuit arrangement 1 according to the invention for a switchgear, not shown.
  • the switching arrangement 1 comprises a housing 2 which is formed from an insulating material and which is formed from a housing part 3 and a housing part 4, wherein the housing parts 3 and 4 are connected to one another in a fluid-tight manner.
  • the switching arrangement 1 further comprises a load or power switch 5 arranged in the housing 2 with a stationary plunger 6 and a linearly mounted plunger 7, the plungers 6 and 7 being arranged in a chamber 8 designed as a vacuum chamber.
  • the vacuum chamber 8 and the load or circuit breaker 5 are of a rear housing opening 19 accessible.
  • the load or circuit breaker 5 is shown in Figure 1 in an open position.
  • the plunger 6 is electrically connected to a arranged on the housing 2, the load or circuit breaker 5 in series downstream, cone-shaped outlet port 18 is connected.
  • the plunger 7 is mechanically connected at one end to an operating lever 9 having an actuating device 10, via which the plunger 7 for actuation or circuit of the load or circuit breaker 5 is movable.
  • a non-illustrated drive means is arranged, via which the actuator 10 and the load or circuit breaker 5 are driven.
  • the switching arrangement 1 comprises a arranged in the housing 2, in series the load or circuit breaker 5 upstream disconnector 1 1 and arranged on the housing 2, in series the circuit breaker 1 1 upstream busbar terminal 12.
  • the circuit breaker 1 1 is located in Figure 1 in its release position. Via the busbar connection 12, the switching arrangement 1 can be connected to a phase 30, 31 or 32 of a busbar 33, wherein the busbar 33 extends through the housing part 4 in the embodiment shown.
  • the circuit breaker 1 1 has a switching contact 13, which is electrically connected to the busbar terminal 12. Furthermore, the circuit breaker 1 1 has a switching contact 14 which is electrically conductively connected to a ground terminal 15 arranged on the housing 2. Consequently, the circuit breaker 1 1 is designed such that it can also be used as a grounding switch.
  • the load or circuit breaker 5 and the circuit breaker 1 1 are seen to be arranged in separate and mutually sealed chambers 8 and 16 respectively.
  • an actuator 17 for manual or at least partially automated actuation of the circuit breaker 1 1 is arranged, of which only transmission components are shown in Figure 1.
  • the load or circuit breaker 5 and the circuit breaker 1 1 are connected via a flexible current band 20 in series with each other.
  • the plunger 7 of the load or circuit breaker 5 is electrically connected to one end of the current band 20, while the other end of the current band 20 forms a switching element of the circuit breaker 1 1.
  • the current band 20 is guided through an opening 21 in the housing part 3.
  • a sealing plate 22 is arranged, via which the chambers 8 and 16 are sealed from each other. Due to the flexibility of the current band 20 of the load or circuit breaker 5 and the circuit breaker 1 1 can be operated or switched independently.
  • a contact element 29 is disposed of copper.
  • a not shown viewing window can be arranged, via which the respective switching position of the circuit breaker can be seen from the outside.
  • a viewing window on the front wall of the housing 2 shown on the right in FIG. 1, a mirror, not shown, can be arranged in the chamber 16 so that the respective switching position of the disconnector 11 can be seen through the viewing window.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional illustration of a further exemplary embodiment of a switching arrangement 1 according to the invention. This embodiment differs from that shown in FIG. 1 in that the busbar connection 12 is cone-shaped and that no busbar 33 extends through the housing 2.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional illustration of a further exemplary embodiment of a switching arrangement 1 according to the invention.
  • An essential company different from the embodiment shown in Figure 1 is that on the housing 2 two separate bus bars 33 and 37 associated busbar terminals 12 and arranged in a separate chamber 23 in the housing 2, the circuit breaker 1 1 in series upstream selector switch 24 via the the circuit breaker 1 1 is selectively connectable to one of the busbar terminals 12, are arranged.
  • the selector switch 24 and the circuit breaker 1 1 are connected via a further flexible current band 25 in series with each other.
  • one end of the current band 25 is electrically connected to the switching contact 13 of the circuit breaker 1 1, while the other end of the further current band 25 forms a switching element of the selector switch 24.
  • the closed chamber 23, in which the selector switch 24 is arranged and which is formed by connecting a further housing part 26 with the housing part 4, is filled with an insulating liquid.
  • a further actuator 27 is arranged for manual or at least partially automated actuation or switching of the selector switch 24, of which only transmission components can be seen in Figure 2.
  • FIG. 4A shows a schematic side view of an exemplary embodiment of an actuating device 17, 27 of a switching arrangement 1 according to the invention.
  • the actuating device 17, 27 comprises an actuating element 38 which acts on the current band 20, 25 and which is connected in an articulated manner to the remaining actuating device 17, 27.
  • On the actuating member 38 an opening 39 is arranged, through which the current band 20, 25 is guided. In the opening 39, the current band 20, 25 is clamped between two compression springs 40 and 41.
  • FIG. 4B shows a schematic plan view of the actuating device 17, 27 shown in FIG. 4A according to the arrow 44 shown in FIG. 4A. It is to be known that the part of the current band 20 forming the switching element of the circuit breaker 11 or of the selector switch 24 25 is formed slotted, wherein in the embodiment shown four slots 45 are formed on the current band 20, 25.

Landscapes

  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung (1) für eine Schaltanlage, insbesondere Mittelspannungsschaltanlage, aufweisend: - ein aus einem Isolierwerkstoff gebildetes Gehäuse (2), - wenigstens einen in dem Gehäuse (2) angeordneten Last- oder Leistungsschalter (5), - wenigstens einen in dem Gehäuse (2) angeordneten, in Reihe dem Last- oder Leistungsschalter (5) vorgeschalteten Trennschalter (11), - wenigstens einen an dem Gehäuse (2) angeordneten, in Reihe dem Trennschalter (11) vorgeschalteten Stromschienenanschluss (12), und - wenigstens einen an dem Gehäuse (2) angeordneten, dem Last- oder Leistungsschalter (5) in Reihe nachgeschalteten Abgangsanschluss (18), dadurch gekennzeichnet, dass der Last- oder Leistungsschalter (5) und der Trennschalter (11) in voneinander getrennten und gegeneinander abgedichteten Kammern (8, 16) angeordnet und über wenigstens ein Stromband (20) in Reihe zueinander geschaltet sind, wobei ein Ende des Strombandes (20) ein Schaltglied des Trennschalters (11) ausbildet.

Description

Schaltanordnung für eine Schaltanlage
Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für eine Schaltanlage, insbesondere Mittelspannungsschaltanlage, aufweisend
ein aus einem Isolierwerkstoff gebildetes Gehäuse,
wenigstens einen in dem Gehäuse angeordneten Last- oder Leistungsschalter,
wenigstens einen in dem Gehäuse angeordneten, in Reihe dem Last- oder Leistungsschalter vorgeschalteten Trennschalter,
wenigstens einen an dem Gehäuse angeordneten, in Reihe dem Trennschalter vorgeschalteten Stromschienenanschluss und
wenigstens einen an dem Gehäuse angeordneten, dem Last- oder Leistungsschalter in Reihe nachgeschalteten Abgangsanschluss.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Schaltanlage, insbesondere Mittelspannungsschaltanlage.
Schaltanlagen werden in der Regel zum Schalten und Verteilen von elektrischer Energie in Hoch-, Mittel- und Niederspannungsnetzen eingesetzt, wobei Schaltanlagen Knotenpunkte in solchen Spannungsnetzen ausbilden. Schaltanlagen können zur Verbindung von Kraftwerken, regenerativen Energiequellen, wie Windkraftanlagen, Photovoltaikanlagen, Wasserkraftanlagen, Biomasseanlagen oder dergleichen, Umspannstationen, Ortsnetzstationen oder dergleichen mit Spannungsnetzen verwendet werden.
Eine Schaltanlage weist üblicherweise wenigstens einen mit einer Stromschiene verbindbaren Stromschienenanschluss und mehrere Schaltgeräte auf, wobei von der Schaltanlage abzweigenden Leitungen über die Schaltgeräte mit der Strom-schiene verbindbar sind. Die abzweigenden Leitungen können zur Einspeisung von elektrischer Energie in ein Spannungsnetz, zur verbraucherseitigen Abgabe von elektrischer Energie oder als Verbindung zu weiteren Knotenpunkten eines Spannungsnetzes dienen. Über eine geeignete (Fern-)Betätigung der Schaltgeräte erlaubt eine Schaltanlage insbesondere ein Freischalten und eine Erdung von mit elektrisch leitend mit der Schaltanlage verbundenen elektrischen Einrichtungen, was insbesondere für gefahrlose Wartungsarbeiten an solchen elektrischen Einrichtungen erforderlich ist.
Die Schaltgeräte weisen üblicherweise einen Last- oder Leistungsschalter, einen separaten Trennschalter und einen separaten Erdungsschalter auf, wobei jede dieser Schaltkomponenten herkömmlich als eigenständiges Gerät aufgebaut ist, welche zur Ausbildung einer Schaltanlage miteinander zu verbinden sind. Diese modulare Bauweise herkömmlicher Schaltgeräte ist mit einer raumgreifenden Ausgestaltung der Schaltgeräte und somit einer entsprechend ausgestatteten Schaltanlage verbunden.
Um die genannten Schaltanlagenkomponenten einer herkömmlichen Schaltanlage elektrisch zu isolieren, ist es bekannt, Luft zur Isolierung zu verwenden. Dies hat jedoch den Nachteil, dass entsprechende Schaltanlagenkomponenten und somit entsprechende Schaltanlagen relativ groß ausgebildet werden müssen, um eine ausreichende elektrische Isolierung zu erreichen. Des Weiteren ist eine elektrische Isolierung von Schaltanlagenkomponenten unter Verwendung eines elektrisch isolierenden Gases, insbesondere Schwefelhexafluorid (SFÖ), bekannt, wodurch entsprechend isolierte Schaltanlagenkomponenten bzw. entsprechend ausgebildete Schaltanlagen kompakter als mittels Luft elektrisch isolierte Schalt-anlagen ausgebildet werden können. Ferner ist eine elektrische Isolierung von Schaltanlagenkomponenten über Feststoffe bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine als kompakte Baueinheit ausgebildete Schaltanordnung mit mehreren Schaltfunktionen für eine Schaltanlage bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltanordnung gemäß Anspruch 1 und eine Schaltanlage gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben, welche jeweils für sich genommen oder in verschiedener Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Mit Anspruch 1 wird eine Schaltanordnung für eine Schaltanlage, insbesondere Mittelspannungsschaltanlage, vorgeschlagen, aufweisend
ein aus einem Isolierwerkstoff gebildetes Gehäuse,
wenigstens einen in dem Gehäuse angeordneten Last- oder Leistungsschalter,
wenigstens einen in dem Gehäuse angeordneten, in Reihe dem Last- oder Leistungsschalter vorgeschalteten Trennschalter,
wenigstens einen an dem Gehäuse angeordneten, in Reihe dem Trennschalter vorgeschalteten Stromschienenanschluss und
wenigstens einen an dem Gehäuse angeordneten, dem Last- oder Leistungsschalter in Reihe nachgeschalteten Abgangsanschluss,
dadurch gekennzeichnet, dass der Last- oder Leistungsschalter und der Trennschalter in voneinander getrennten und gegeneinander abgedichteten Kammern angeordnet und über wenigstens ein Stromband in Reihe zueinander geschaltet sind, wobei ein Ende des Strombandes ein Schaltglied des Trennschalters ausbildet.
Gemäß der Erfindung sind der Last- oder Leistungsschalter und der Trennschalter in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Durch die elektrische Verbindung von Last- oder Leistungsschalter und Trennschalter über das wenigstens eine flexible Stromband, welches gleichzeitig die Funktion des Schaltgliedes des Trennschalters übernimmt, können der Last- oder Leistungsschalter und der Trennschalter unter Verwendung von möglichst wenigen elektrischen Bauteilen in einem relativ klein und somit kompakt ausgebildeten Gehäuse angeordnet werden. Im Gegensatz hierzu sind ein Last- oder Leistungsschalter und ein Trennschalter herkömmlich als separate Geräte angeordnet, was mit einer weniger platzsparenden Gesamtanordnung aus Last- oder Leistungsschalter und Trennschalter einhergeht und gleichzeitig eine Montage erfordert, um den Last- oder Leistungsschalter mit dem Trennschalter bzw. deren Gehäuse miteinander zu verbinden.
Die erfindungsgemäße Schaltanordnung kann als kompakte Baueinheit vorgefertigt und herstellerseitig gegebenenfalls einer - eventuell vorgeschriebenen - technischen Prüfung unterzogen werden. Dies macht eine entsprechende technische Prüfung am Aufstellungsort einer mit erfindungsgemäßen Schaltanordnungen ausgestatteten Schaltanlage überflüssig, was den Montageaufwand bei der Aufstellung und Wartung einer entsprechenden Schaltanlage verringert.
Der Isolierwerkstoff des Gehäuses kann ein duroplastischer Kunststoff, beispielsweise ein Epoxidharz, sein. Das Gehäuse kann in einem Spritzgießverfahren hergestellt sein. Des Weiteren kann das Gehäuse einteilig oder aus zwei oder mehreren miteinander verbindbaren Gehäuseteilen ausgebildet sein.
In dem Gehäuse können je nach Anwendungsfall auch zwei, drei oder mehrere Lastoder Leistungsschalter und Trennschalter voneinander getrennt angeordnet sein, insbesondere um die Schaltanordnung mit den drei Phasen einer Stromschiene verbinden zu können und um mehrere elektrische Abzweigungen mit einer Stromschiene verbinden zu können. Vorzugsweise sind in dem Gehäuse lediglich ein einziger Last- oder Leistungsschalter und ein einziger Trennschalter angeordnet, welche über einen Stromschienenanschluss mit einer Phase einer Stromschiene verbindbar sind. Der Last- oder Leistungsschalter kann ein Keramikgehäuse aufweisen und über eine Isolierflüssigkeit in dem Gehäuse angeordnet sein, so dass die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Gehäuses und des Keramikgehäuses nicht zu einer Rissbildung in dem Gehäuse führen, was bei einem unmittelbaren Kontakt zwischen Gehäuse und Keramikgehäuse nicht zuverlässig verhindert werden könnte.
Die Schaltanordnung bzw. deren Gehäuse kann je nach Anwendungsfall auch zwei oder mehrere in Reihe dem Trennschalter vorgeschaltete Stromschienenanschlüsse aufweisen. Zudem kann die Schaltanordnung bzw. deren Gehäuse je nach Anwendungsfall zwei oder mehrere dem Last- oder Leistungsschalter in Reihe nachgeschalteten Abgangsanschlüsse aufweisen. Vorzugsweise sind an dem Gehäuse lediglich ein einziger Stromschienenanschluss und ein einziger Abgangsanschluss angeordnet. Der Abgangsanschluss und/oder der Stromschienenanschluss können als konusförmige Kabelanschlüsse ausgebildet sein. An dem Abgangsanschluss kann eine Sicherung angeordnet sein. Die Kammer des Last- oder Leistungsschalters und die Kammer des Trennschalters sind vorzugsweise gegeneinander elektrisch isoliert und fluiddicht gegeneinander abgedichtet.
Je nach Anwendungsfall kann der Last- oder Leistungsschalter auch über zwei oder mehrere, insbesondere miteinander zu einem Bauteil kombinierte, Strombänder in Reihe zu dem Trennschalter geschaltet sein. Das Ende des Strombandes, welches ein Schaltglied des Trennschalters ausbildet, kann mit einem Kontaktelement, beispielsweise mit einem angeschweißten Kupferelement, versehen sein, welches aus demselben oder einem anderen Material als das Stromband gebildet sein kann. Zudem kann das Stromband bzw. das Kontaktelement mit einem Kontaktmaterial versehen sein, um Kontaktverschwei ßungen zu verhindern. Das das Schaltglied ausbildende Ende des Strombandes kann geschlitzt ausgebildet sein, wodurch ein Toleranzausgleich eine Mehrpunktauflage zum Gegenkontakt realisiert werden. Das Stromband kann zumindest teilweise lamelliert aufgebaut sein, um dem Stromband eine ausreichende Beweglichkeit zu verleihen. Das Stromband kann als Flachband ausgebildet sein, dass, beispielsweise um 90°, verdreht in dem Gehäuse angeordnet ist, insbesondere um die jeweilige Stellung des Strombandes bzw. des daraus gebildeten Schaltgliedes von außen sichtbar machen zu können.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Last- oder Leistungsschalter in einer Vakuumkammer angeordnet. Der Last- oder Leistungsschalter kann zu seinem Öffnen und Schließen einen linear bewegbar in der Vakuumkammer angeordneten Stößel aufweisen, der mittels des flexiblen Strombandes elektrisch leitend mit dem Trennschalter verbunden ist. Es sind jedoch auch andere Möglichkeiten zur Anordnung des Last- oder Leistungsschalters realisierbar, bei denen der Last- oder Leistungsschalter zuverlässig und dauerhaft betrieben werden kann, ohne in einer Vakuumkammer angeordnet zu sein. Die Verwendung einer Vakuumkammer hat jedoch gegenüber einer Verwendung eines elektrisch isolierenden, in der Regel schädlichen Gases den Vorteil, dass keine schädlichen bzw. giftigen Substanzen zur Ausbildung der Schaltanordnung verwendet werden müssen. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kammer, in der der Trennschalter angeordnet ist, wenigstens teilweise mit einer Isolierflüssigkeit gefüllt. Hierdurch lässt sich diese Kammer kleiner ausbilden, als es der Fall wäre, wenn statt der Isolierflüssigkeit beispielsweise ein elektrisch isolierendes Gas oder Luft in der Kammer angeordnet werden würde. Der Einsatz der elektrisch isolierenden Isolierflüssigkeit ermöglicht somit die Schaffung einer sehr kompakt ausgebildeten Trennschalterkammer und folglich einer sehr kompakt ausgebildeten Schaltanordnung.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Schaltanordnung eine an dem Gehäuse angeordnete Betätigungseinrichtung zum manuellen oder wenigstens teilweise automatisierten Betätigen des Trennschalters aufweist. Zum automatisierten Betätigen des Trennschalters kann die Betätigungseinrichtung einen mechanisch mit dem Schaltglied des Trennschalters bzw. mit dem dieses Schaltglied bildenden Ende des Strombandes verbundenen Aktuator aufweisen, welcher fernsteuerbar sein kann. Die durch eine Kombination von Betätigungseinrichtung und übriger Schaltanordnung gebildete Baugruppe kann als technisch geprüfte Baugruppe angeboten und am jeweiligen Einsatzort ohne zusätzliche technische Prüfungen installiert werden.
Es wird weiter als vorteilhaft erachtet, wenn der Trennschalter derart ausgebildet ist, dass er zusätzlich als Erdungsschalter einsetzbar ist. Hiernach ist der Trennschalter als 3-Wege-Trennschalter mit den Schaltstellungen „Verbinden", „Trennen" und „Erden" ausgebildet. Diese Kombination von Funktionen in einem einzigen elektrischen Bauteil, nämlich dem Trennschalter, macht eine sehr kompakte Ausbildung der Schaltanordnung möglich.
Nach einer weiteren vorteilhafte Ausgestaltung weist die Schaltanordnung wenigstens zwei an dem Gehäuse angeordnete, verschiedenen Stromschienen zugeordnete Stromschienenanschlüsse und wenigstens einen in einer separaten Kammer in dem Gehäuse angeordneten, dem Trennschalter in Reihe vorgeschalteten Wahlschalter auf, über den der Trennschalter wahlweise mit einem der Stromschienenanschlüsse verbindbar ist, wobei der Wahlschalter und der Trennschalter über wenigstens ein weiteres Stromband in Reihe zueinander geschaltet sind, wobei ein Ende des weiteren Strombandes ein Schaltglied des Wahlschalters ausbildet. Hierdurch lässt sich der Last- oder Leistungsschalter wahlweise mit einem der Stromschienenanschlüsse verbinden, um mit der Schaltanordnung verschiedene Verschaltungsarten realisieren zu können. Das Stromband kann entsprechend dem den Last- oder Leistungsschalter mit dem Trennschalter verbindenden Stromband ausgebildet sein.
Vorteilhafterweise ist die Kammer, in der der Wahlschalter angeordnet ist, wenigstens teilweise mit einer Isolierflüssigkeit gefüllt. Hierdurch lässt sich auch diese Kammer kleiner ausbilden, als es der Fall wäre, wenn statt der Isolierflüssigkeit beispielsweise ein elektrisch isolierendes Gas oder Luft in der Kammer angeordnet werden würde. Der Einsatz der elektrisch isolierenden Isolierflüssigkeit ermöglicht somit die Schaffung einer sehr kompakt ausgebildeten Wahlschalterkammer und folglich einer sehr kompakt ausgebildeten Schaltanordnung.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Schaltanordnung eine an dem Gehäuse angeordnete weitere Betätigungseinrichtung zum manuellen oder wenigstens teilweise automatisierten Betätigen des Wahlschalters auf. Zum automatisierten Betätigen des Wahlschalters kann auch diese Betätigungseinrichtung einen mechanisch mit dem Schaltglied des Wahlschalters bzw. mit dem dieses Schaltglied bildenden Ende des weiteren Strombandes verbundenen Aktuator aufweisen, welcher fernsteuerbar sein kann. Die durch eine Kombination von Betätigungseinrichtungen und übriger Schaltanordnung gebildete Baugruppe kann als technisch geprüfte Baugruppe angeboten und am jeweiligen Einsatzort ohne zusätzliche technische Prüfungen installiert werden.
Die Schaltanlage, insbesondere Mittelspannungsschaltanlage, gemäß Anspruch 9 weist erfindungsgemäß wenigstens eine Schaltanordnung gemäß einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben auf. Hiermit sind die oben mit Bezug auf die Schaltanordnung genannten Vorteile entsprechend verbunden. Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils für sich genommen als auch in unterschiedlicher Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen
Figur 1 : eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Schaltanordnung,
Figur 2: eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Schaltanordnung,
Figur 3: eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Schaltanordnung,
Figur 4A: eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels für eine Betätigungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Schaltanordnung, und
Figur 4B: eine schematische Draufsicht auf die in Figur 4A gezeigte Betätigungseinrichtung.
Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Schaltanordnung 1 für eine nicht gezeigte Schaltanlage.
Die Schaltanordnung 1 umfasst ein aus einem Isolierwerkstoff gebildetes Gehäuse 2, welches aus einem Gehäuseteil 3 und einem Gehäuseteil 4 gebildet ist, wobei die Gehäuseteile 3 und 4 fluiddicht miteinander verbunden sind.
Die Schaltanordnung 1 umfasst des Weiteren einen in dem Gehäuse 2 angeordneten Last- oder Leistungsschalter 5 mit einem ortsfesten Stößel 6 und einem linear beweglich gelagerten Stößel 7, wobei die Stößel 6 und 7 in einer als Vakuumkammer ausgebildeten Kammer 8 angeordnet sind. Die Vakuumkammer 8 bzw. der Lastoder Leistungsschalter 5 sind von einer rückseitigen Gehäuseöffnung 19 aus zugänglich. Der Last- oder Leistungsschalter 5 ist in Figur 1 in einer geöffneten Stellung gezeigt. Der Stößel 6 ist elektrisch leitend mit einem an dem Gehäuse 2 angeordneten, dem Last- oder Leistungsschalter 5 in Reihe nachgeschalteten, konusförmigen Abgangsanschluss 18 verbunden. Der Stößel 7 ist an einem Ende mechanisch mit einer einen Betätigungshebel 9 aufweisenden Betätigungseinrichtung 10 verbunden, über die der Stößel 7 zur Betätigung bzw. Schaltung des Last- oder Leistungsschalter 5 bewegbar ist. Zur Betätigung des Betätigungshebels 9 bzw. der Betätigungseinrichtung 10 ist in einer Kammer 28, welche fest mit dem Gehäuse 2 verbunden ist, eine nicht näher dargestellte Antriebseinrichtung angeordnet, über die die Betätigungseinrichtung 10 und der Lastoder Leistungsschalter 5 antreibbar sind.
Des Weiteren umfasst die Schaltanordnung 1 einen in dem Gehäuse 2 angeordneten, in Reihe dem Last- oder Leistungsschalter 5 vorgeschalteten Trennschalter 1 1 und einen an dem Gehäuse 2 angeordneten, in Reihe dem Trennschalter 1 1 vorgeschalteten Stromschienenanschluss 12. Der Trennschalter 1 1 befindet sich in Figur 1 in seiner Trennstellung. Über den Stromschienenanschluss 12 ist die Schaltanordnung 1 mit einer Phase 30, 31 oder 32 einer Stromschiene 33 verbindbar, wobei die Stromschiene 33 in der gezeigten Ausführungsform durch das Gehäuseteil 4 verläuft.
Der Trennschalter 1 1 weist einen Schaltkontakt 13 auf, welcher elektrisch leitend mit dem Stromschienenanschluss 12 verbunden ist. Des Weiteren weist der Trennschalter 1 1 einen Schaltkontakt 14 auf, welcher mit einem an dem Gehäuse 2 angeordneten Erdungsanschluss 15 elektrisch leitend verbunden ist. Folglich ist der Trennschalter 1 1 derart ausgebildet ist, dass er zusätzlich als Erdungsschalter einsetzbar ist.
Die geschlossene Kammer 16, in der der Trennschalter 1 1 angeordnet und die durch das Verbinden der Gehäuseteile 3 und 4 ausgebildet ist, ist mit einer Isolierflüssigkeit gefüllt. Der Last- oder Leistungsschalter 5 und der Trennschalter 1 1 sind ersichtlich in voneinander getrennten und gegeneinander abgedichteten Kammern 8 bzw. 16 angeordnet. An dem Gehäuse 2 ist eine Betätigungseinrichtung 17 zum manuellen oder wenigstens teilweise automatisierten Betätigen des Trennschalters 1 1 angeordnet, von der in Figur 1 lediglich Getriebekomponenten zu sehen sind.
Der Last- oder Leistungsschalter 5 und der Trennschalter 1 1 sind über ein flexibles Stromband 20 in Reihe zueinander geschaltet. Hierzu ist der Stößel 7 des Last- oder Leistungsschalter 5 elektrisch leitend mit einem Ende des Strombandes 20 verbunden, während das andere Ende des Strombandes 20 ein Schaltglied des Trennschalters 1 1 ausbildet. Das Stromband 20 ist durch eine Öffnung 21 in dem Gehäuseteil 3 geführt. An der dem Gehäuseteil 4 zugewandten Unterseite des die Öffnung 21 umgebenden Abschnitts des Gehäuseteils 3 ist eine Dichtplatte 22 angeordnet, über die die Kammern 8 und 16 gegeneinander abgedichtet sind. Durch die Flexibilität des Strombandes 20 können der Last- oder Leistungsschalter 5 und der Trennschalter 1 1 unabhängig voneinander betätigt bzw. geschaltet werden. An dem das Schaltglied des Trennschalters 1 1 bildenden Abschnitt des Strombandes 20 ist ein Kontaktelement 29 aus Kupfer angeordnet.
An dem Gehäuse 2 kann zudem ein nicht gezeigtes Sichtfenster angeordnet sein, über das die jeweilige Schaltstellung des Trennschalters von außen erkennbar ist. Um ein solches Sichtfenster an der in Figur 1 rechts gezeigten Vorderwand des Gehäuses 2 anordnen zu können, kann in der Kammer 16 ein nicht gezeigter Spiegel angeordnet sein, so dass die jeweilige Schaltstellung des Trennschalters 1 1 durch das Sichtfenster erkennbar ist.
Figur 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Schaltanordnung 1 . Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 1 gezeigten dadurch, dass der Stromschienenanschluss 12 konusförmig ausgebildet ist und dass keine Stromschiene 33 durch das Gehäuse 2 verläuft.
Figur 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Schaltanordnung 1 . Ein wesentlicher Unter- schied zu dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass an dem Gehäuse 2 zwei separaten Stromschienen 33 und 37 zugeordnete Stromschienenanschlüsse 12 und ein in einer separaten Kammer 23 in dem Gehäuse 2 angeordneter, dem Trennschalter 1 1 in Reihe vorgeschalteter Wahlschalter 24, über den der Trennschalter 1 1 wahlweise mit einem der Stromschienenanschlüsse 12 verbindbar ist, angeordnet sind. Der Wahlschalter 24 und der Trennschalter 1 1 sind über ein weiteres flexibles Stromband 25 in Reihe zueinander geschaltet. Hierzu ist ein Ende des Strombandes 25 elektrisch leitend mit dem Schaltkontakt 13 des Trennschalters 1 1 verbunden, während das andere Ende des weiteren Strombandes 25 ein Schaltglied des Wahlschalters 24 ausbildet. Die geschlossene Kammer 23, in der der Wahlschalter 24 angeordnet und welche durch Verbinden eines weiteren Gehäuseteils 26 mit dem Gehäuseteil 4 ausgebildet ist, ist mit einer Isolierflüssigkeit gefüllt.
An dem Gehäuse 2 ist eine weitere Betätigungseinrichtung 27 zum manuellen oder wenigstens teilweise automatisierten Betätigen bzw. Schalten des Wahlschalters 24 angeordnet, von der in Figur 2 lediglich Getriebekomponenten zu sehen sind.
Figur 4A zeigt eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels für eine Betätigungseinrichtung 17, 27 einer erfindungsgemäßen Schaltanordnung 1 . Die Betätigungseinrichtung 17, 27 umfasst ein an dem Stromband 20, 25 angreifendes Betätigungsglied 38, welches gelenkig mit der übrigen Betätigungseinrichtung 17, 27 verbunden ist. An dem Betätigungsglied 38 ist eine Öffnung 39 angeordnet, durch die das Stromband 20, 25 geführt ist. In der Öffnung 39 ist das Stromband 20, 25 zwischen zwei Druckfedern 40 und 41 eingespannt. Mittels der Betätigungseinrichtung 17 und eines damit bewirkten Überhubs wird das Strom-band 20 derart bewegt, dass das Stromband 20 bei in seiner Schaltstellung„Verbinden" bzw. in seiner Schaltstellung „Erden" die Druckfeder 41 bzw. die Druckfeder 40 zusammendrückt und hierdurch sicher mit Kraft gegen den Schaltkontakt 13 bzw. 14 beaufschlagt ist. Mittels der Betätigungseinrichtung 27 und eines damit bewirkten Überhubs wird das Stromband 25 derart bewegt, dass das Stromband 25 bei in einer seiner Wahlstellungen Druckfeder 41 bzw. die Druckfeder 40 zusammendrückt und hierdurch sicher mit Kraft gegen den Schaltkontakt 42 bzw. 43 beaufschlagt ist. Figur 4B zeigt eine schematische Draufsicht auf die in Figur 4A gezeigte Betätigungseinrichtung 17, 27 gemäß dem in Figur 4A gezeigten Pfeil 44. Es ist zu er-kennen, dass das das Schaltglied des Trennschalters 1 1 bzw. des Wahlschalters 24 bildende Teil des Strombandes 20, 25 geschlitzt ausgebildet ist, wobei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vier Schlitze 45 an dem Stromband 20, 25 ausgebildet sind.
Bezugszeichenliste:
1 Schaltanordnung
2 Gehäuse
3 Gehäuseteil
4 Gehäuseteil
5 Last- oder Leistungsschalter
6 Stößel
7 Stößel
8 Kammer
9 Hebel
10 Betätigungseinrichtung
1 1 Trennschalter
12 Stromschienenanschluss
13 Schaltkontakt
14 Schaltkontakt
15 Erdungsanschluss
16 Kammer
17 Betätigungseinrichtung
18 Abgangsanschluss
19 Gehäuseöffnung
20 Stromband
21 Öffnung
22 Dichtplatte
23 Kammer
24 Wahlschalter
25 weiteres Stromband
26 Gehäuseteil
27 Betätigungseinrichtung
28 Kammer
29 Kontaktelement
30 Phase Phase
Phase
Stromschiene
Phase
Phase
Phase
Stromschiene
Betätigungsglied
Öffnung
Druckfeder
Druckfeder
Schaltkontakt
Schaltkontakt
Pfeil
Schlitz

Claims

Patentansprüche
1 . Schaltanordnung (1 ) für eine Schaltanlage, insbesondere Mittelspannungsschaltanlage, aufweisend
ein aus einem Isolierwerkstoff gebildetes Gehäuse (2),
wenigstens einen in dem Gehäuse (2) angeordneten Last- oder Leistungsschalter (5),
wenigstens einen in dem Gehäuse (2) angeordneten, in Reihe dem Last- oder Leistungsschalter (5) vorgeschalteten Trennschalter (1 1 ),
wenigstens einen an dem Gehäuse (2) angeordneten, in Reihe dem Trennschalter (1 1 ) vorgeschalteten Stromschienenanschluss (12) und
wenigstens einen an dem Gehäuse (2) angeordneten, dem Last- oder Leistungsschalter (5) in Reihe nachgeschalteten Abgangsanschluss (18), dadurch gekennzeichnet, dass der Last- oder Leistungsschalter (5) und der Trennschalter (1 1 ) in voneinander getrennten und gegeneinander abgedichteten Kammern (8, 16) angeordnet und über wenigstens ein Stromband (20) in Reihe zueinander geschaltet sind, wobei ein Ende des Strombandes (20) ein Schaltglied des Trennschalters (1 1 ) ausbildet.
2. Schaltanordnung (1 ) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Last- oder Leistungsschalter (5) in einer Vakuumkammer (8) angeordnet ist.
3. Schaltanordnung (1 ) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (16), in der der Trennschalter (1 1 ) angeordnet ist, wenigstens teilweise mit einer Isolierflüssigkeit gefüllt ist.
4. Schaltanordnung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine an dem Gehäuse (2) angeordnete Betätigungseinrichtung (17) zum manuellen oder wenigstens teilweise automatisierten Betätigen des Trennschalters (1 1 ). Schaltanordnung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennschalter (1 1 ) derart ausgebildet ist, dass er zusätzlich als Erdungsschalter einsetzbar ist.
Schaltanordnung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch wenigstens zwei an dem Gehäuse (2) angeordnete, verschiedenen Stromschienen (33, 37) zugeordnete Stromschienenanschlüsse (12) und wenigstens einen in einer separaten Kammer (23) in dem Gehäuse (2) angeordneten, dem Trennschalter (1 1 ) in Reihe vorgeschalteten Wahlschalter
(24) , über den der Trennschalter (1 1 ) wahlweise mit einem der Stromschienenanschlüsse (12) verbindbar ist, wobei der Wahlschalter (24) und der Trennschalter (1 1 ) über wenigstens ein weiteres Stromband (25) in Reihe zueinander geschaltet sind, wobei ein Ende des weiteren Strombandes
(25) ein Schaltglied des Wahlschalters (24) ausbildet.
Schaltanordnung (1 ) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (23), in der der Wahlschalter (24) angeordnet ist, wenigstens teilweise mit einer Isolierflüssigkeit gefüllt ist.
Schaltanordnung (1 ) gemäß Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine an dem Gehäuse (2) angeordnete weitere Betätigungseinrichtung (27) zum manuellen oder wenigstens teilweise automatisierten Betätigen des Wahlschalters (24).
Schaltanlage, insbesondere Mittelspannungsschaltanlage, gekennzeichnet durch wenigstens eine Schaltanordnung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
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