DE102006053376A1

DE102006053376A1 - Elektrische Hochspannugnsanlage

Info

Publication number: DE102006053376A1
Application number: DE102006053376A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr.-Ing. Betz
Original assignee: ABB Technology AG
Current assignee: ABB Technology AG
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2008-05-15
Also published as: EP2122790A1; CN101606292A; KR20090080961A; WO2008055693A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Hochspannungsschaltanlage mit in einer Metallkapselung untergebrachten Trenn-Erdungsschaltern, die zwei unabhängig voneinander betätigbare bewegliche Kontaktstifte enthalten, die in je einer ersten Stellung mit je einem feststehendem Trennschalterkontaktstück und in einer zweiten Stellung mit je einem feststehenden Endungskontaktstück in Verbindung bringbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Hochspannungsschaltanlage mit wenigstens einem Trennschalter und wenigstens einem Erdungsschalter sowie gegebenenfalls weiteren Komponenten.
Trenn- und Erdungsschalter werden im Allgemeinen als sogenannte kombinierte Trenn- und Erdungsschalter ausgebildet, siehe Prospekt „Gasisolierte Schaltanlage ELK-0 für Stationen bis 170kV 4000 Ampere, 63 Kilo/Ampere" der Firma ABB, Druckschriftnummer 1 HDX580050, Seite 7 bzw. 12". Dort befindet sich innerhalb einer Metallkapselung, die zwei parallel zueinander verlaufende Flansche und einen senkrecht dazu verlaufenden Flansch aufweist, zwischen den beiden parallel zueinander verlaufenden Flanschen eine Leitungsführung, an der pro Phase jeweils ein feststehender Trennschalterkontakt angebracht ist. Mit der Kapselung selbst ist ein Erdungsschalterkontakt verbunden und am dritten, senkrecht zu den beiden Flanschen verlaufenden Flansch ist ein Trägerelement für einen beweglichen Kontaktstift vorgesehen, welcher bewegliche Kontaktstift unter einem Winkel von ca. 45° zu den Flanschen bzw. zu der Längsachse der Kapselung zwischen den beiden parallel verlaufenden Flanschen verläuft. Der Kontaktstift besitzt eine Zahnanordnung, die mit einer Zahnradanordnung an einer senkrecht dazu verlaufenden Antriebsisolierstange kämmt. Durch Verdrehen der Antriebsisolierstange wird der Kontaktstift in die Erdungsstellung bzw. in die Stellung Trennschalter geschlossen sowie in eine dritte Stellung verbracht, in der sowohl die Trennschalterkontaktstelle als auch die Erdungsschalterkontaktstelle geöffnet sind.
Aus dem ABB Schaltanlagenhandbuch, Auflage 10, Seite 492, Bild links unten ist eine Ringanordnung ersichtlich, die in 1 näher dargestellt ist. Diese Schaltungsanordnung besitzt zwei Sammelschienenanordnungen SS₁ und SS₂, die mit einer Verbindungsleitung V₁ beziehungsweise V₂ miteinander verbunden sind.
In den Sammelschienenanordnungen befinden sich je vier Trenn-Erdungsschalter 10, 11, 12 (im folgenden kurz Trennschalter genannt) und 13 (in der Sammelschienenanordnung SS₂ sind die gleichen Trennschalter vorhanden) und zwischen den beiden Trennschaltern 11 und 12 befindet sich ein Leistungsschalter 14. Zwischen den Trennschaltern 10 und 11 beziehungsweise 12 und 13 fließt die Verbindungsleitung V₁ beziehungsweise V₂ an, wobei an den Knotenpunkt 15, 16 für jede Verbindungsleitung V₁ und V₂ ein weiterer Trennschalter 17, ein Leistungsschalter 18, und der Sammelschiene SS₂ ist ein Trennschalter 19 zwischen den Trennschaltern 10 und 11 entsprechenden Trennschaltern 20 und 21 angeschlossen. Gleiche Zuordnung befindet sich auch für die Verbindungslinie V₂.
Bei dieser Schaltungsanordnung benötigt man demgemäß zwölf Trennschalter.
Die 2, die eine H-Schaltung zeigt, enthält zwei Sammelschienen SS₃ beziehungsweise SS₄, die mit einer Verbindungsleitung V₃ miteinander verbunden sind. Dabei schließt die Verbindungsleitung an einem Knotenpunkt 30 beziehungsweise 40 zwischen zwei Trennschaltern 31, 32 beziehungsweise 33 und 34 an, welche Trennschalter gleichzeitig auch als Erdungsschalter ausgebildet sind. In der Verbindungsleitung V₃ befinden sich zwei Trennschalter 35 und 36, die, wie man erkennen kann, gleichzeitig auch als Erdungsschalter ausgebildet sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hochspannungsschalteranlage der Eingangs genannten Art weiter zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1.
Damit wird erfindungsgemäß eine elektrische Hochspannungsschaltanlage mit in einer Metallkapselung untergebrachten Trenn- und Erdungsschaltern geschaffen, die zwei unabhängig voneinander betätigbare Kontaktstifte enthält, die in je einer ersten Stellung mit je einem feststehenden Trennschalterkontaktstück und in einer zweiten Stellung mit je einem feststehenden Erdungskontaktstück in Verbindung bringbar sind.
Damit wird erreicht, dass in einem einheitlichen Kapselungsgehäuse, dass mit Schottisolatoren an den Flanschen ist, zwei Trenn-Erdungsschalter vorgesehen sind, wodurch eine erhebliche Vereinfachung einer Schaltanlage, wie sie in der 1 beziehungsweise in der 2 dargestellt sind, erreicht wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Dabei können die Bewegungslinien der beiden beweglichen Kontaktstücke oder Kontaktstifte eine V-Form miteinander bilden; sie können auch parallel zueinander verlaufen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann zwischen den Kontaktstiften zumindest ein Teilschottungsisolator vorgesehen sein, so dass eine Beeinträchtigung der einen Kontaktstelle durch den anderen aufgrund eines beim Schalten entstehenden Lichtbogens vermieden oder wenigsten verringert ist.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass zwei Kontaktstifte auf einer Linie liegen, wodurch ein Linientrenner gebildet ist.
Hierbei besteht auch die Möglichkeit, zusätzlich auch einen senkrecht verlaufenden Kontaktstift vorzusehen, der einerseits als weiterer Trennkontakt – oder als Erdungskontaktstift verwendbar ist.
Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigen
1 eine Ringschaltanlage, wie sie bis auf die Trennschalter-Erdungsschaltereinheiten an sich bekannt ist,
2 eine H-Schaltungsanordnung,
3 eine schematische Schnittansicht einer Trenn-Erdungsschalterkombination mit zwei beweglichen Kontaktstiften,
4 eine weitere Ausführungsform eines Trenn-Erdungsschalters und
5 und 6 zwei Ausführungsformen eines sogenannten Linientrennschalters.
Diejenigen Teile der 1 und der 2, die an sich bekannt sind, sind oben schon näher dargestellt worden.
Aus 1 ist ersichtlich, dass die Trennschalter 10, 11 und 17, die wie alle anderen bis auf die Trennschalter 17, 19 gleichzeitig auch Erdungsschalter sind, zu einer Einheit 50 für die Sammelschiene SS₁ und die Trennschalter 20, 21, 19 zur Einheit 51 für die Sammelschiene 2 zusammengefasst sind. Die Trennschalter 12 und 13 für die Sammelschiene SS₁ können dann zu einer Einheit 52 und die entsprechenden Trennschalter 12, 13 der Sammelschiene SS₂ zu einer Einheit 53 zusammengefasst werden.
Die beiden Einheiten 50, 51 sind gleich aufgebaut, ebenso wie die Einheiten 52, 53. Insbesondere bei der Einheit 53 besitzen die beiden Trennschalter 12, 13 die gleichen Bezugsziffern wie diejenigen der Einheit 52, um die Gleichheit zu betonen.
Bei der Ausführung gemäß 2 können die Trennschalter 31, 32; 33, 34 und 35, 36 jeweils zu Einheiten 52a und 52b zusammengefasst werden; die Trennschalter 35 und 36 können dann zu einer Einheit 54 zusammengefasst werden. Dabei sind die Einhei ten 52a und 52b gleich aufgebaut wie die Einheiten 52, 53, was durch die Indizes „a" und „b" angedeutet ist; die Einheiten 50, 51, 52, 53, 52a, 52b sind solche mit einem Knotenpunkt, der mit Bezugsziffern lediglich in der 1 für die beiden Einheiten 50, 52 versehen ist; die Einheit 54 besitzt einen derartigen Knotenpunkt nicht.
Die Einheiten 52, 52a, 52b, 53 sind beispielsweise so ausgebildet, wie sie in 3 dargestellt sind. Eine Metallkapselung 60 ist rohrförmig ausgebildet und besitzt an ihren entgegengesetzt liegenden Enden parallel zueinander angeordnete Schottisolatoren 61, 62; etwa in der Mitte zwischen den Schottisolatoren 61 und 62 befindet sich ein Stutzen 63, der senkrecht zur Längsachse der Kapselung 60 verläuft und mit einem weiteren Schottungsisolator 64 verschlossen ist. Am Schottungsisolator 61 schließt ein Leitungszug 65 mit einem Träger 66 an, indem ein Kontaktstift 67 unter einem Winkel zur Längsachse der Metallkapselung 60 aufgenommen ist. Dieser Kontaktstift 67 wird von einer Isolierstange 68 angetrieben. Am Schottungsisolator 62 schließt ein Leitungszug 69 mit einem Träger 70 für einen zweiten Kontaktstift 71 an, der in gleicher Weise von einer Isolierstange 72 angetrieben; der Kontaktstift 71 verläuft ebenfalls unter einem Winkel zur Längsachse der Kapselung, wobei die Längsachsen der Kontaktstifte 67 und 71 miteinander eine V-Form bilden, deren Spitze zu dem weiteren Schottungsisolator 64 hingerichtet ist.
Mit der Metallkapselung 60 ist auf der dem Schottungsisolator 64 entgegengesetzten Seite des Trägers 66 beziehungsweise des Trägers 70 ein feststehender Erdungskontakt 73 beziehungsweise ein feststehender Erdungskontakt 74 angebracht, welche Erdungskontakte in der Verlängerung der Längsachse der Kontaktstifte 67 beziehungsweise 71 liegen. Am Schottungsisolator 64 befindet sich ein Kupplungsteil oder ein Knotenteil 75, an dem feststehende Trennschalterkontakte 76 und 77 angebracht sind. Wenn die Einheit 52, siehe 3 und 4, als Einheit 52, 53 mit einem Knotenteil ausgebildet soll, dann wird an dem Kupplungsteil durch den Schottungsisolator 64 hindurch ein Leitungsanschluss hindurchgeführt, der zu dem Leistungsschalter 18 in der Verbindungsleiter V₁ oder 19 in der Verbindungsleitung V₂ führt.
Die Einheiten 52 gemäß den 3 und 4 können auch als Einheit 54 eingesetzt werden; dann allerdings ist am Kupplungsteil 75 (beziehungsweise am Kupplungsteil 110) des Schalters gemäß 4 kein Anschluss nach außen vorgesehen.
Mittels der Antriebsstangen 68 und 72 können die Kontaktstifte in Richtung Erdungskontaktstücke 73 und 74 und in Richtung Trennkontaktstücke 76, 77 verschoben werden. Diese Anordnung entspricht der Schaltungsanordnung 52 beziehungsweise 53 der 1 oder 52a, 52b der 2.
Die Anordnungen 50, 51 der 1 können auch so ausgebildet sein wie in der 6 dargestellt. Eine Metallkapselung 80, die etwa rohrförmig ausgebildet ist, besitzt an sich gegenüberliegenden Enden Schottisolatoren 81 und 82, an denen feststehende Trennschalterkontakte 83 und 84 befestigt beziehungsweise angebracht sind. Zusätzlich ist ein dritter Schottungsisolator 85 vorgesehen, der senkrecht zu den Schottungsisolatoren 81 und 82 beziehungsweise parallel zur Längsachse der Kapselung 80 verläuft und an dessen Innenseite ein weiteres feststehendes Trennkontaktstück 86 angebracht ist. Innerhalb der Kapselung ist eine Trägereinrichtung 87 aus elektrisch leitendem Material vorgesehen, die mittels eines Halters 88 aus isolierendem Material innerhalb der Kapselung gehaltert ist. Innerhalb der Trägereinrichtung 87 sind bewegliche Kontaktstifte 89 und 90 vorgesehen, die mit der Trägeranordnung 87 jeweils über geeignete Gleitkontaktstücke 91, 92 elektrisch leitend verbunden sind. Mittels einer nicht dargestellten Isolierstange werden die Kontaktstifte 89, 90 in Richtung zu den feststehenden Kontaktstücken 83, 84 bewegt. In der Trägereinrichtung 87 befindet sich senkrecht zu den Kontaktstiften 89 und 90 ein dritter Kontaktstift 93, der in gleicher Weise wie die Kontaktstücke 89 und 90 mit Gleitkontaktstücken 94 mit der Trägereinrichtung 87 verbunden sind und mittels einer Isolierstange angetrieben wird, so dass der Kontaktstift 93 mit dem feststehenden Trennkontaktstück 86 in Verbindung gebracht werden kann. Eine solche Anordnung kann sinnvollerweise als Einheit 50 oder 51 für eine geeignete Schaltanlage gemäß 1 verwendet werden.
Die Trenneinrichtung gemäß 6 kann auch insoweit modifiziert werden, als zusätzlich zu dem Flansch 85 ein weiterer Flansch 95 vorgesehen ist, der parallel zu dem Flansch 85 verläuft und an dem ein Halter für die Trägereinrichtung 37 befestigt ist.
Festzuhalten ist, dass das Kontaktstück beziehungsweise der Kontaktstift 93 auch als Erdungskontaktstift verwendet werden kann, so dass das feststehende Kontaktstück 86 ein Erdungskontaktstück bildet. Gegebenenfalls kann am Flansch 95 auch ein vierter Trennkontakt vorgesehen sein, was hier nicht dargestellt ist.
Die Anordnung gemäß 2 kann beispielsweise als Einheit 52a, 52b verwendet werden, wenn an dem Kontaktstück 75 (siehe 3) ein Knotenpunkt angeschlossen, wie dies bei den Einheiten 52a und 52b der Fall ist.
Die 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Hierbei ist wieder eine Metallkapselung 100 vorgesehen, an deren entgegengesetzten freien Enden Schottungsisolatoren 101 und 102 vorgesehen sind, an denen Leitungszüge 103 und 104 angeschlossen sind. An den Leitungszügen 103 und 104 sind Trägerelemente 105 und 106 angebracht, in denen Kontaktstifte 107 und 108 beweglich aufgenommen sind, die parallel zueinander und senkrecht zur Längsachse der Kapselung zwischen den beiden Flanschen 101 und 102 verlaufen.
An einem dritten Schottungsisolator 109 ist eine Kontaktbrücke 110 mit zwei Kontaktstücken 111 und 112 angebracht beziehungsweise gehaltert, so dass die Kontaktstifte 107 beziehungsweise 108 mit den Kontaktstücken 111 und 112 eine Trennstelle bilden. An der dem Schottungsisolator 109 entgegengesetzten Seite der Kapselung 100 sind Erdungskontakte 113 vorgesehen, mit denen die Kontaktstifte 107, 108 ebenfalls in Berührung gelangen können.
Zwischen den Trägern 105 und 106 ist eine Schottwand 115 vorgesehen, die aus Metall bestehen kann; in diesem Falle endet die Schottwand in einem Abstand D von dem Träger 110; wenn die Schottwand 115 aus isolierendem Material hergestellt wird, dann kann die Schottwand 115 direkt auf dem Träger 110 aufsitzen. Die Schottwand 115 dient dazu, Beeinträchtigungen jeweils der anderen Kontaktstelle zu verringern beziehungsweise zu vermeiden, wenn an einem der Trennkontaktstellen während einer Schalthandlung ein Lichtbogen gezogen wird.
Mit der erfindungsgemäßen Ausführung, in dem in eine Kapselung oder in ein Kapselungsmodul zwei Trennschalter und zwei Erdungsschalter beziehungsweise gegebenenfalls drei Trennschalter eingesetzt sind, wird eine erhebliche Vereinfachung beispielsweise einer Schaltungsanordnung gemäß 1 beziehungsweise 2 erzielt. Anstatt einzelner Trenn-, Erdungsschaltermodule können einfach Kombinationsmodule 50, 51; 52, 53 vorgesehen werden, die in einer Fabrik vorgefertigt und auf Lager gehalten werden, was zu einer erheblichen Vereinfachung der Anfertigung und Herstellung einer Schaltanlage dient.
Die Ausführung gemäß den 5 und 6 wird auch als sogenannter Linientrenner bezeichnet, weil die einzelnen Kontaktstücke in einer beziehungsweise auf einer Linie liegen. Das Modulmaß zwischen den beiden Schottungsflanschen, die parallel zueinander verlaufen, ist natürlich gegenüber einer Trenn-, Erdungsschaltermoduleinheit, bei der nur ein Erdungskontakt und Trennschalterkontakt vorgesehen sind, vergrößert. Da insgesamt aber mehrere Trenn-, Erdungsschaltermodule mit nur einem Trenn-, Erdungsschalterkontakt vorgesehen sind, wird insgesamt der Platzbedarf bei Verwendung der erfindungsgemäßen Kombination verringert.

Claims

Elektrische Hochspannungsschaltanlage mit in einer Metallkapselung untergebrachten Trenn-Erdungsschaltern, die zwei unabhängig voneinander betätigbare bewegliche Kontaktstifte enthalten, die in je einer ersten Stellung mit je einem feststehenden Trennschalterkontaktstück und in einer zweiten Stellung mit je einem feststehenden Erdungskontaktstück in Verbindung bringbar sind.
Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Trenn- und Erdungsschalter je ein in seiner Längsachse verschiebliches, bolzenartiges, bewegliches Kontaktstück aufweist, das in einer ersten Stellung mit einem feststehenden Trennkontaktstück und in einer zweiten Stellung mit einem Erdungskontaktstück zusammenwirkt.
Schaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungslinien der beiden beweglichen Kontaktstücke oder Kontaktstifte eine V-Form miteinander bilden.
Schaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungslinien der beweglichen Kontaktstifte parallel zueinander verlaufen.
Schaltanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Kontaktstiften zumindest ein Teilschottungsisolator vorgesehen ist, so dass eine Beeinträchtigung des einen Kontaktes durch den anderen aufgrund eines beim Schalten entstehenden Lichtbogens vermieden ist.
Schaltanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kontaktstifte auf einer Linie liegen, so dass hierdurch ein Linientrenner gebildet ist.
Schaltanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein senkrechter, zuverlaufender Kontaktstift vorgesehen ist, der einerseits als weiterer Trennkontakt oder als Erdungskontaktstift verwendet ist.