DE1182326B

DE1182326B - Hochspannungsschaltzelle

Info

Publication number: DE1182326B
Application number: DEL38978A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Franz; Dr-Ing August Hochrainer; Dipl-Ing Franz Petermichel; Dipl-Ing Wolfgang Schick
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1961-05-16
Filing date: 1961-05-16
Publication date: 1964-11-26
Also published as: CH412055A; BE617723A; FR1321980A; NL278477A; AT246840B; GB1001892A

Description

Hochspannungsschaltzelle Es sind Hochspannungsschaltzellen gekapselter Bauform in verschiedenartiger Ausführung bekannt. Bei einer solchen Ausführung besteht die Zelle aus zwei in geschlossener Bauform ausgeführten selbständigen Bauelementen, von denen das eine ein Sammelschienensystem,die Trennschalter, Leistungsschalter, den Kontaktgeber mit Rückmeldevorrichtung, die Meßinstrumente, Relais und Zähler enthält, während das andere Bauelement die Strom- und Spannungswandler, den Trennschalter des Kabelabgangs sowie den Kabelgang selbst enthält. Diese Bauelemente, von denen jedes für sich nicht betriebsfähig ist, werden zwecks Aufbau eines kompletten Schaltfeldes übereinandergesetzt und ergeben dadurch eine beträchtliche Bauhöhe. Einzelne Geräte als Leistungsschalter sind dabei schwenkbar angeordnet.
Eine andere bekannte Ausführung einer elektrischen Schalteinheit für Hochspannungszwecke benutzt einen säulenartigen Aufbau zu einer Einzelzelle, bei welcher der mittlere das Schaltgerüst enthaltende Teil auf einem Unterteil steht, welches die Strom- und Spannungswandler und die Stecker zum unteren Trennschalter sowie zum Kabelendverschluß enthält und bei welchem oben ein Teil aufgesetzt ist, das die gekapselten Doppelsammelschienen trägt. Von der Bedienungsseite gesehen liegen drei Schaltgeräte hintereinander und davor eine gemeinsame Kammer, welche die mechanischen Antriebe sowie die Niederspannungsgeräte enthält. Zu der beträchtlichen Bauhöhe der Zelle, bedingt durch den säulenartigen Aufbau, kommt auf diese Weise noch eine entsprechende Baulänge, so daß sich derartige Schaltanlagen durch einen großen Raumbedarf auszeichnen.
Es sind auch gekapselte Schaltzellen mit ausfahrbarem Leistungsschalter und Doppelsammelschienen bekannt, bei denen ein Sammelschienensystem oberhalb, das andere unterhalb des Leistungsschalters angebracht ist. Zum Wechseln der Sammelschienen wird das ganze Leistungsschaltergestell in der Vertikalen verschoben.
Die Erfindung betrifft eine Hochspannungsschaltzelle, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Pole der Schaltgeräte von der Bedienungsseite gesehen, bei lotrechter Schaltstrecke in Ausfahrrichtung hintereinander, bei horizontaler Schaltstrecke waagerecht übereinander in einem gemeinsamen Bauteil aufgestellt -sind und daß sich neben diesem vorzugsweise ausfahrbaren Bauteil ein schmaler Raum befindet, der die wesentlichen Leitungen (Druckluftleitungen, Stromanschlüsse, Sammelschienen, Steuer- und Meldeleitungen u. dgl.) enthält. Bei einer Ausführungsform besteht dieser schmale Raum aus einer plattenförmigen feststehenden Scheibe. Diese Scheibe kann im oberen oder rückwärtigen Teil abgewinkelt sein und den ausfahrbaren Bauteil umgreifen. Beide Bauteile grenzen in Ebenen aneinander, die in der Ausfahrrichtung liegen; in diesen Ebenen befinden sich lösbare Trennstellen für die von dem einen zum anderen Bauteil hinübergehenden Leitungen. Auf diese Weise ergibt sich eine Schaltzelle, die sich durch ungewöhnlich kleine Abmessungen auszeichnet und eine entsprechend günstige Raumausnutzung gestattet. Das Nebeneinander der feststehenden und der ausfahrbaren Bauteile ermöglicht zudem eine einfach vorzunehmende Inspektion.
In der Zeichnung, F i g. 1 bis 5, ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in zusammengehörenden Ansichten dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht des ausfahrbaren Leistungsschalterteiles, F i g. 2 die Draufsicht .auf den ausfahrbaren und den feststehenden Teil; F i g. 3 ist eine Ansicht des ausfahrbaren und des feststehenden Teiles, in Ausfahrrichtung gesehen, dargestellt; F i g. 4 und 5 schließlich zeigen eine Seitenansicht und einen Schnitt durch den feststehenden Teil. Unter Bezugnahme auf die vorstehend genannten Figuren ist im einzelnen folgendes auszuführen: Der ausfahrbare Teil 1 enthält die Leistungsschalterpole 2, die phasengetrennt in Isolierröhren untergebracht sind. Die Ausfahrrichtung ist durch den Pfeil x bezeichnet.-Die I..zeistungsschalterpole 2 sind bei dieser Ausführungsform auf einem Druckluftkessel 3 lotrecht stehend angebracht und. mit diesem ausfahrbar. Unmittelbar neben jedem Leistungsschalterpol, und zwar im Raum zwischen jeweils zwei Leistungsschalterpolen, befinden sich die Wandler 4, die gleichfalls fest angebracht und mit dem Leistungsschalter ausfahrbar sind. Zum Ausfahren dienen Rollen 5.
Im oberen Teil der Gesamtanordnung befinden sich die Sammelschienen 6, die rohrförmig ausgebildet sind und die Zelle quer zur Ausfahrrichtung durchdringen. Um den erforderlichen Kontakt zwischen den Sammelschienen und den Leistungsschalterpolen herzustellen, befinden sich an den Sammelschienen nicht dargestellte Einfahrkontakte. Nach dem Einfahren des Leistungsschalterteils wird bei der bisher beschriebenen Anordnung mit lotrecht stehenden Leistungsschalterpolen die Gesamtheit der Leistungsschalterpole, gegebenenfalls einschließlich des Druckluftkessels 3, angehoben und dadurch mit den Einfahrkontakten an den Sammelschienen in Verbindung gebracht. Seitlich an jedem Leistungsschalterpol befindet sich der nun schematisch angedeutete Stromanschluß 7, der beim Anheben der Leistungsschalterpole nach dem Einfahren mit einem festen Stromanschluß 10 in Verbindung gebracht wird. Bei dieser Hubbewegung wird gleichzeitig der Einfahrkontakt am oberen Teil jedes Leistungsschalterpoles mit der zugehörigen Sammelschiene in Verbindung gebracht. Die Sammelschienen können vorzugsweise mit Gießharz isoliert sein.
Seitlich neben dem ausfahrbaren Teil befindet sich eine Platte 8, die mindestens zum Teil aus Isolierstoff, insbesondere Gießharz, besteht. In diese Platte 8 sind Rohre 9 eingebettet, die zur Zuführung der Druckluft, zur Aufnahme der Ausblasluft, zur Aufnahme der Steuer- und Meldeleitungen sowie zur Aufnahme der Stromzuführungen zu den Leistungsschalterpolen dienen. Gegebenenfalls können solche Rohre selbst als Stromzuführungsleitungen dienen. An einem dieser Rohre ist der bereits erwähnte feste Stromanschluß 10 für die Leistungsschalterpole ersichtlich.
Die Sammelschienen 6 können unter Bezugnahme auf F i g. 3 in den massiven Gießharzteil der feststehenden Platte 8 angebracht sein. Diese Platte kann, wie aus F i g. 3 ersichtlich, nach rechts abgewinkelt sein, so daß sie über die gesamte Breite der Zelle die Sammelschienen 6 trägt. Die Sammelschienen können durch eine aus solchen Zellen aufgebaute Anlage im Ganzen hindurchgeführt, im Bedarfsfalle aber auch unterteilt sein.
Die F i g. 4 läßt erkennen, daß alle drei Sammelschienen eines Drehstromsystems in einer horizontalen Ebene liegen. Dies bedeutet, daß alle Leistungsschalterpole in gleicher Höhe liegen und nach dem Einfahren um den gleichen Betrag gehoben werden, damit sie mit den Einfahrkontakten an den Sammelschienen in Verbindung gebracht werden. Die Sammelschienen können aber auch in einer zur Ausfahrrichtung geneigten Ebene angeordnet sein, so daß die Leistungsschalterpole dann eine unterschiedliche Höhe aufweisen und beim Einfahren unter den vorn liegenden Sammelschienen hinwegbewegt werden.
Nach der Erfindung können Mittel vorgesehen sein, um beim Ausfahren durch eine erste Bewegung die Leistungsschalterpole von den Gegenkontaktteilen zu trennen und durch eine zweite Bewegung den Leistungsschalterteil auszufahren. Zu diesem Zweck können die Leistungsschalterpole, wie bereits erwähnt, anhebbar und ablenkbar sein. Zur Erreichung dieses Zieles können aber auch die Leistungsschalterpole nach der einen Seite oder in Ausfahrrichtung schwenkbar sein. Schließlich ist auch noch eine Ausführungsform denkbar, bei der die Gegenkontaktteile an den Sammelschienen anhebbar und ablenkbar sind, um die Trennung vorzunehmen.
Der feststehende plattenförmige Teil 8 enthält, wie bereits erwähnt, alle wesentlichen Leitungen, die zur Verbindung mit dem zugehörigen Leistungsschalterteil dienen. Außerdem sind darin gleichartige Leitungen vorhanden, die zur Verbindung mit benachbarten, (darüber oder darunter angeordneten Schaltzellen gehören.
Bei den bisherigen Betrachtungen war in Anlehnung an das gezeichnete Ausführungsbeispiel angenommen, daß die Leistungsschalterpole im ausfahrbaren Teil lotrecht stehen. Dies ist für die Ausbildung der Zelle aber keineswegs Bedingung. Vielmehr gibt es Schaltertypen, bei denen die Schalterpole durchaus auch horizontal, d. h. in Ausfahrrichtung liegend, angeordnet sein können. In diesem Fall müssen die Sammelschienen lotrecht übereinander in dem entsprechenden Abstand angeordnet sein. Der feststehende plattenförmige Teil wird dann an seinem in Ausfahrrichtung liegenden rückwärtigen Ende abgewinkelt sein, so daß der Leistungsschalterteil gleichsam dagegenfährt.
Das gesamte Rohrsystem, gegebenenfalls einschließlich der rohrförmigen Sammelschienen, dient bei phasenmäßiger Trennung als Auffangraum für die Schaltgase, der an geeigneter Stelle ins Freie entlüftet wird.
Die der Berührung zugänglichen Teile der Zelle auf der Bedienungsseite tragen einen Metallüberzug, der geerdet ist. Auf der Bedienungsseite sind Meßinstrumente, Bedienungsgeräte und gegebenenfalls auch ein Blindschaltbild angebracht.
Zur Ableitung der in der Zelle entstehenden Wärme wird erfindungsgemäß eine künstliche Kühlung durch intensive Belüftung angewendet. Dabei kann die Kühlluft dem Druckluftsystem selbst entnommen werden.
Bei der Isolation richtet man sich nach den Erfordernissen, die aus dem Bestreben, der Zelle möglichst kleine Abmessungen zu geben, resultieren. Daher ist die Verwendung von festen, für die volle Höhe der Spannung ausreichenden Isolierstoffen auf die für die Hauptabmessungen der Zelle maßgebenden Stellen beschränkt. An anderen Stellen kann neben einer festen Isolation ein zusätzlicher Luftabstand zur Erzielung ausreichender Isolationsfestigkeit dienen.
Einzelne Teile der Stromhahn, insbesondere einzelne Leistungsschalterpole,@ können, ähnlich wie Sicherungen, für sich ausbaufähig sein.
Die notwendigen Kabelendverschlüsse können in einem besonderen gekapselten Bauteil oder in einem anderen Raum unterhalb der Zelle angebracht sein.

Claims

Patentansprüche: 1. Hochspannungsschaltzelle, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Pole der Schaltgeräte, von zier Bedienungsseite gesehen, bei lotrechter Schaltstrecke in Ausfahrrichtung hintereinander, bei horizontaler Schaltstrecke waagerecht übereinander in einem gemeinsamen Bauteil aufgestellt sind und daß sich neben diesem vorzugsweise ausfahrbaren Bauteil ein schmaler Raum befindet, der die wesentlichen Leitungen (Druckluftleitungen, Stromanschlüsse, Sammelschienen, Steuer- und Meldeleitungen u. dgl.) enthält.
2. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schmale Raum eine plattenförmige feststehende Scheibe (8) ist.
3. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe abgewinkelt ist und den Schalterteil umgreift.
4. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bauteile (1, 8) in Ebenen aneinandergrenzen, die in der Ausfahrrichtung liegen, und daß in diesen Ebenen die von einem Bauteil zum anderen übergehenden Leitungen lösbar verbunden sind.
5. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der plattenförmige Bauteil im wesentlichen aus Isolierstoff (Gießharz) besteht.
6. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Pole (2) der Schaltgeräte parallel zur Berührungsebene der beiden Bauteile liegen, in Isolierrohren des lösbaren Bauteiles angeordnet sind und mit an dem anderen Bauteil angebrachten Gegenkontaktteilen in Verbindung stehen.
7. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gegenkontaktteile an den Sammelschienen (6) befinden. B.
Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschienen im oberen Teil der Zelle im Abstand der Leistungsschalterpole angeordnet sind und die Zelle in einer Ebene senkrecht zur Trennebene der beiden Bauteile durchqueren.
9. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschienen eines Systems in einer horizontalen Ebene liegen.
10. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruchl bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschienen in einer zur Ausfahrrichtung geneigten Ebene liegen.
11. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler (4) der einzelnen Phasen unmittelbar mit den zugehörigen Polen der Schaltgeräte vereinigt sind.
12. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsschalterpole gegenüber dem ausfahrbaren Bauteil beweglich sind, um die Verbindung mit den festen Gegenkontaktteilen an den Sammelschienen herzustellen bzw. zu lösen.
13. Hochspannungschaltzelle nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um durch eine erste Bewegung die Leistungsschalterpole von den Gegenkontakteilen zu trennen, durch eine zweite Bewegung den Leistungsschalterteil auszufahren.
14. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsschalterpole anhebbar und ablenkbar sind.
15. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsschalterpole seitlich oder in Ausfahrrichtung schwenkbar sind.
16. Hochspannungssch.altzelle nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkontaktteile anhebbar und ablenkbar sind.
17. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der plattenförmige Teil Leitungen enthält, die zur Verbindung mit dem zugehörigen Leistungsschalterteil gehören, außerdem aber Leitungen, die zur Verbindung mit benachbarten, darüber oder darunter angeordneten Schaltzellen dienen.
18. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrsystem, gegebenenfalls einschließlich der rohrförmigen Sammelschienen, bei phasenmäßiger Trennung einen Auffangraum für die Schaltgase bildet.
19. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die der Berührung zugänglichen Teile auf der Bedienungsseite einen Metallüberzug tragen, der geerdet ist.
20. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Bedienungsgang zugekehrte geerdete Wand Meßinstrumente und Bedienungsgeräte trägt.
21. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine künstliche Kühlung vorgesehen ist.
22. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluft dem Druckluftsystem selbst entnommen wird.
23. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 22, gekennzeichnet durch die Verwendung von festen, für die volle Höhe der Spannung ausreichenden Isolierstoffen an dem. für die Hauptabmessungen der Zelle maßgebenden Stellen.
24. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Teile der Strombahn, insbesondere einzelne Leistungsschalterpole, für sich ausbaufähig sind.
25. Hochspannungsschaltzelle nach Anspruch 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelendverschlüsse im einem besonderen gekapselten Bauteil bzw. Raum unterhalb der Zelle angebracht sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 432162, 905 267, 909 595, 917 621, 941735, 889 933; deutsche Auslegeschrift Nr. 1009 703; französische Patentschrift Nr. 1243 406.