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Schaltstation Die Erfindung betrifft eine Schaltstation. Es sind bereits
Schaltstationen bekanntgeworden, beispielsweise Schaltstationen für Freiluftschaltanlagen,
die auf Fahrzeugen angeordnet sind. Diesen bekannten fahrbaren Schaltstationen haftet
der Mangel an, daß sie nicht in stationäre Anlagen verhandelbar sind. Außerdem sind
die Fahrzeuge, auf denen sie montiert sind, verhältnismäßig teure Spezialfahrzeuge.
Solche fahrbaren Schaltstationen sind daher in Fällen, in denen man sie vorwiegend
stationär betreiben will, viel zu teuer und unwirtschaftlich. Den stationären bekannten
Schaltstationen wiederum haftet der Mangel an, daß zu ihrer Errichtung verhältnismäßig
viel Arbeit und Zeit erforderlich ist. Die stationären Schaltstationen werden daher
ebenfalls verhältnismäßig kostspielig, namentlich auch deshalb, weil zu ihrem Zusammenbau
und zu ihrer Aufstellung teure Spezialisten und Spezialarbeiter erforderlich sind.
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Gemäß der Erfindung werden nun Schaltstationen, insbesondere solche
Schaltstationen, die im wesentlichen durch Schaltmaschinen gebildet sind, dadurch
wesentlich verbessert und vereinfacht, daß man die in gas- oder druckluftgefüllten
Rohren gekapselten, Schaltmaschinen unmittelbar als Bestandteile eines Fahrgestells
verwendet, auf welchem die übrigen Schaltgeräte, Wandler u. dgl., aufgesetzt sind.
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Die neue Schaltstation kann als Universalgerät für Innenraumanlagen
und für Freiluftschaltanlage
ausgebildet sein. Die Schaltgeräte,
Wandler u. dgl. s.inid vorteilhaft auf :dem Fahrgestell- selbstfahrbar angeordnet.
Es empfiehlt sich, die Schaltstation als überall anschlußfertige Schaltmaschine
auszubilden. Die neue Schaltstation kommt vorteilhaft als fertige Einheit, also
als Ganzes, zum Versand und kann als Ganzes von dem Transportwagen auf den ihr zugedachten
Standort gefahren werden, eine Arbeit, die mühelos, schnell und billig von ungeschulten
Kräften ausgeführt werden kann, da sie nach Anlage und Aufbau in jeder Hinsicht
vollkommen narrensicher ausgebildet ist.
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Während die früher vorgeschlagenen Schaltmaschinen für etwa ioo kV
eine volle gasgefüllte Kapselung aller Teile aufweisen, wird bei der neuen Schaltstation
eine anschlußfertige Schaltmaschine mit nur teilweiser Kapselung verwendet. Ein
weiteres 1lerkmal bei der neuen Schaltstation ist die bereits erwähnte universelle
Verwendbarkeit der Schaltmaschine sowohl für Freiluft- als auch für Inn.enraumanlagen.
Bei der neuen Schaltstation werden die bisherigen Vorteile vollständig gekapselter
Schaltmaschinen beibehalten, aber die Herstellungskosten auf ein Mindestmaß herabgesetzt.
Besonders groß ist bei der neuen Schaltstation die Materialersparnis. Die Schaltmaschine
erhielt eine Bauform, die in ihren Abmessungen -so klein und in der Formgebung so
gehalten ist, daß sie universell verwendbar ist, d. h. sowohl für Freiluftschaltanlagen
als auch für Innenraumanlagen. Auf diese Weise ist der Verwendungsbereich der Schaltmaschine
erheblich vergrößert worden. Da die Schaltmaschinen unter diesen Umständen auch
in größerer Stückzahl hergestellt und geliefert werden, wird ihr Preis günstiger.
Hinzu kommt, daß ein großer Anteil an Projektierungsarbeiten und an Konstruktionsarbeiten
bei der Ausführung solcher Anlagen in Fortfall kommt, da die Form der Maschinen
universell verwendbar ist und weder die Fundamente der Freiluftanlagen noch die
Schalthäuser der Innenraumanlagen nennenswerte konstruktive und bauliche Angaben
benötigen. Auch diese Vorteile der Schaltmaschine sind bei der Feststellung ihrer
Wirtschaftlichkeit zu berücksichtigen.
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Durch Verwendung der neuen Schaltmaschine werden auch bedeutende luftschutztechnische
Vorteile erreicht, da die ioo-kV-Schalthäuser in bisher unbekannter Weise klein
werden und dadurch ein baulicher Schutz gegen Fliegerangriffe und gegen direkten
Beschuß in wirtschaftlich vertretbarer Form erzielt wird. Im Gegensatz hierzu können
die Schalthäuser in den bisherigen großen Abmessungen nur einen bedingten baulichen
Luftschutz erhalten. Das erheblich verkleinerte Schalthaus gibt bei Verwendung von
Schaltmaschinen die 1-Iöglichkeit, die Schalträume teilweise oder ganz in der Erde,
in Berghängen und ähnlichen luftschutzmäßig günstigen Lagen unterzubringen, was
bei Schalthäusern der bisherigen großen Abmessungen aus wirtschaftlichen Gründen
unmöglich ist. Trotz der teilweisen Kapselung der Schaltmaschine sind die anerkannten
Vorteile einer montagefertigen Herstellung im Herstellerwerk, wo alle Spezialeinrichtungen
und Facharbeiter zur Verfügung stehen, in vollem Umfang vorhanden. Auch bei diesen
teilweise gekapselten Geräten ist ein montagefertiger Transport gegeben und ein
geringer Montageaufwand am Aufstellungsort gesichert. Die nur teilweise Kapselung
der Schaltmaschine bringt dazu noch den außerordentlichen Vorteil, daß der Metallbedarf
für dieses Gerät kaum größer ist als der einer Freiluftstation der bisherigen Ausführung.
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Bei der neuen Schaltstation bilden die Satnmeisch:ienen und das -
Fahrgestell eine konstruktiv tragende Einheit für die auf ihnen aufgefahrenen Geräte
und bilden mit ihren Trageeisen für die Wanddurchführung der Leitungsführung zurr
Leistungsschalter und der Trennschalter eine versandfertige Einheit. Dabei sind
die Sammelschienen so untereinander verbunden und derart in ihrer Längsrichtung
abgeflacht, daß ein jedes Sammelschienensystem aus dem Fahrgestell zur Vornahme
von Merholungsarbeiten als Ganzes herausgezogen werden kann.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt.
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Fig. i zeigt eine Schaltmaschine für zwei Sammelschienensy steme,
Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. i, Fig.3 eine andere Ausführungsform, Fig.4 eine
ansch4ußferbige Freiluftsclraltmascliine mit gekapselten Sammelschienen, Fi;g. 5
zwei normale Innenraumschalltanlagen und zwei mit der neuen Schaltmaschine, Fig.
6 eine Innenraumschaltanlage der bisherigen Bauweise im Vergleich mit einer neuen
Innenraumschaltanlage mit Schaltmaschine.
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In Fig. i ist eine Schaltmaschine für zwei Sammelschienensysteme dargestellt.
Man kann ohne Änderung der Schaltmaschine beliebig viele weitere Sammelschienensysteme
hinzufügen. Die Rohranlage für die Sammelschienen ist so durchgebildet, daß jedes
weitere Sammelschienensystern durch Hinzufügen des Einfachsammelschienensystems
hergestellt wird.
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Um das Fahrgestell der Schaltmaschine leicht halten zu. können, kann
es auch vier Fahrschienen besitzen an Stelle von zwei Fahrschienen, wie es sonst
üblich und in der Zeichnung dargestellt ist. Das Fahrgestell für den Leistungsschalter
und für die Meßwandler besitzt je Stützpunkt zwei Räder, die nach Art einer Waage
gelagert sind, um eine gleichmäßige Verteilung des Auflagedrucks zu erzwingen und
Bauungenauigkeiten auszugleichen. Das Fahrgestell trägt gleichzeitig ein Portal
zur Aufnahme der Trennschalter für die Leitungsabgänge, dessen seitliche Stützen
aus Isolierrohr i i bestehen, um die Breite des Portals unabhängig von den spannungführenden
Teilen möglichst klein halten zu können. Die Leitungsverbindungen zwischen den Sammelschienen
und dem Leistungsschalter sind in Fig. i in einer besonderen Zusatzskizze dargestellt.
Die Stromleitung von der Sammelschiene zum i4Ießwandler wird in geringem
Abstand
um den Leistungsschalter herumgeführt oder liegt an dem Leistungsschalter unter
Zwischenfügen einer Isolation an, da hier als Leistungsschalterspannungsdifferenz
nur der geringe Spannungsabfall des Meßwandlers berücksichtigt werden muß. Von dem
Meßwandler wird die Leitungsführung zum Leistungsschalter in gleicher Weise gegen
den Wandler isoliert. Wie man aus der Zeichnung ersieht, ist das Portal zum Tragen
der Trennschalter niedriger gehalten als der Leistungsschalter 8, da dessen Kopf
beim Verfahren abgenommen wird.
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Zwischen den Leitungsanschlüssen zur Sammelschiene sind wetterfeste
Kästen für Relais, Meßin.strumente, Reihenklemmen od. dgl. vorgesehen. Die Hilfsleitungen
innerhalb der Schaltmaschine sind in wetterfestem Rohr lichtbogensicher geführt
und enden an den Geräten in beweglichen Verbindungen mit wetterfesten unverwechselbaren
Steckern. Im Meßinstrumentenschrank sind die Hilfsleitungen fest an den Reihenklemmen
angeschlossen. Die von außerhalb zur Schaltmaschine geführten Hilfskabel enden ebenfalls
in unverwechselbaren wetterfesten Steckkontakten, während am Meßinstrumentenschrank
dazu passende Steckkontakte angebracht sind. Es können aber auch die Hilfsleitungen
am Ende des Hilfskabels in einem Isolierkamm festgehalten werden, um eine unverwechselbare
Schraubverbindung mit den Reihenklemmen zu erhalten. Für die erforderlichen Querverbindungen
von Hilfsleitungen zwischen den nebeneinander aufgestellten Schaltmaschinen werden
ebenfalls isolierte Leitungen verwendet. Diese sind innerhalb der Schaltmaschine
fest verlegt und enden an beiden Seiten in unverwechselbaren wetterfesten Steckkontakten,
während die Verbindung zwischen den Maschinen durch kurze .flexible Leitungen mit
unverwechselbaren Steckern hergestellt werden.
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In Fig. i ist das Fahrgestell bei i angedeutet, sind die Sammelschienen,
3 die Trennschalter. Bei .4 ist der Handantrieb bzw. Fernantrieb dargestellt. Der
Relais- und Meßinstrumentensohrank ist bei 5 angedeutet und der- Strom- und Spannungswandler
bei 6. Die Richtung für das Herausfahren der Geräte ist durch den Pfeil 7 angedeutet.
Der abnehmbare Kopf des Leistungsschalters trägt das Bezugszeichen B.
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In Fig.2 sind die Sammelschienen wiederum mit 2 bezeichnet. Der Trennschalter
3 entspricht dem bei Behandlung der Fig. i genannten Trennschalter. Das Fahrgestell
ist mit 9 bezeichnet, und die zur Sammelschiene führende Leitung ist bei 1o angedeutet.
Die Isolierrohre ii, die durch das Rohr 12 miteinander verbunden sind, führen zu
den Trennschaltern 13.
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Bei der Aufstellung von Schaltmaschinen nebeneinander muß auf den
Phasenabstand der anzuschließenden Freileitungen Rücksicht genommen werden. Da nach
Fig.2 die Länge der Sammelschienen nur der Schaltmaschinenbreite entspricht, werden
zwischen den Geräten Sammelschienenabschnitte mit federnden Zwischenstücken zum
Ausgleich von Längenänderungen bei Temperaturänderungen und zum Ausgleich von Bauungenauigkeiten
eingefügt. Fig. i zeigt die Ausführung eines fahrbaren Untergestells für die Schaltmaschine
mit Sammelschienen untereinander. Fig. 3 hingegen zeigt ein niedrig gehaltenes Untergestell
für die Schaltmaschine mit nebeneinander angeordneten Sammelschienen. In jedem Fall
kann die Betätigung der Trennschalter von Hand oder durch Fernantrieb geschehen.
Die Anordnung der gekapselten Sammelschienen und der zugehörige Trennschalter ist
skizzenhaft in Fig. 3 a angedeutet. Fig.2 zeigt die Vorderansicht einer Schaltmaschine.
In der Längsrichtung sind die ' Sammelschienen durch schrägliegende Flansche verbunden,
damit die Sammelschienenstücke einer jeden Schaltmaschine aus dem Fahrgestell herausgezogen
«-erden können. Zu diesem Zweck ist das Eisengerüst des Fahrgestells an den in Frage
kommenden Stellen auftrennbar. Nach Lösen der schrägliegenden Flansche im Zuge der
Sammelschienenrohre können diese Stücke ohne ein Lösen der stromführenden Schienen
herausgezogen werden, da die Stromschienen an diesen Stellen Schalt-und Gegenschaltstücke
besitzen, die so ausgebildet sind, daß geringe Bauungenauigkeiten beim Verschrauben
der Rohre ohne Einfluß auf einen guten Kontakt der Stromleitung sind. Die Behandlung
der Isoliergase in den Rohren bzw. der Druckluft in den Rohren, die Einrichtungen
für die Kontrolle und Überwachung derselben werden in üblicher Weise durchgeführt.
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Fig. 4 zeigt den Vergleich einer anschlußfertigen Freiluftschaltmaschine
mit einer Freiluftstation in Rohr. Sowohl materialmäßig als auch baumäßig fällt
der Vergleich derartig stark zugunsten der Schaltmaschine aus (vgl. die Anlage mit
Schaltmaschine bei 1.4 mit der Anlage ohne Schaltmaschine bei 15), daß sich besondere
Erörterungen erübrigen. Auch der raummäßige Unterschied ist offensichtlich. Der
Metallaufwand der Anlage mit Schaltmaschine ist gegenüber dein Aufwand bei Freiluftschaltanlagen
außerdem offensichtlich geringer.
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Bei 16 und 17 der Fig. 5 sind zwei normale lnnenraumschaltanlagen
in raumsparender Anordnung dargestellt, bei 18 und i9 entsprechende Innenraumschaltanlage
unter Verwendung von Schaltmaschinen. Bei den Anlagen nach 16 und 17 der Fig.5 werden
weitere Verkleinerungen des Schaltraumes bei blanken Verbindungen und Sammelschienen
nicht mehr erreicht. In offensichtlichem Gegensatz dazu ist der Raumbedarf eines
Schalthauses für die gleiche Spannung und Anzahl von Sammelschienen unter Verwendung
von Schaltmaschinen (vgl. Ziffer 18 und i9) auffallend kleiner. Da die Schaltmaschiilen
lose in das Schalthaus hineingetragen werden, erübrigen sich auch beim Bau derartiger
Häuser genauere konstruktive Durcharbeitungen und Maßangaben für das Unterbringen
einzelner Schaltgeräte und für ihre Befestigung gegen das Gebäude. Etwaige Bauungenauigkeiten
solcher Häuser wirkest nicht
mehr wie bisher störend auf den elektrischen
Teil der Anlage. Auch die Projektierung derartiger Schalthäuser wird wesentlich
einfacher, da das Schalthaus in verkleinerten Abmessungen überall ohne Änderung
verwendbar ist und die Schaltmaschine auch in Räumen aufgestellt werden kann, die
bisher für die Aufstellung von Schaltanlagen überhaupt nicht in Frage kamen. Soweit
für die Leitungsabführung aus den Schalthäusern Portale benötigt werden, sind diese
für die Schalthäuser mit Schaltmaschinen, wie sich ebenfalls aus den in Fig. 5 dargestellten
Anlagen ergibt, erheb lieh niedriger als für Schalthäuser mit offenen spannungführenden
Leitungen. Dazu sind die luftschutzmäßigen Vorteile kleiner Schalthäuser für Schaltmaschinen
in bezug auf Schutz gegen Splitter, Beschuß durch Bordwaffen und Luftabwurfmunition
bedeutend. Auch eine Tarnung läßt sich wesentlich leichter durchführen.
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Fig. 6 zeigt den Vergleich einer Innenraumschaltanlage 2o der bisherigen
Bauweise mit einer luftschutzgemäßen Innenraumschaltanlage 21 mit Schaltmaschinen.
Bei gleichem Umfang der enthaltenen Geräte ist das Schalthaus für Anlagen mit Schaltmaschinen
außergewöhnlich viel kleiner gegenüber den bisherigen Innenraumschaltanlagen und
läßt sich infolgedessen leichter schützen und sicher unterbringen.
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Den Sammelschienen werden, wie das z. B. in Fig. i gezeigt ist, seitlich
liegende Schubtrennschalter 3, 4. zugeordnet.
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Die vorzugsweise rohrgekapselten Sammelschienentrennschalter bilden
mit den zugehörigen Sammelschienen und den horizontalen Querverbindungen eine konstruktive
Einheit, wie in der rechten Nebenzeichnung der Fig. i gezeigt ist.
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Zur Ermöglichung der Längstrennung der Sammelschienen können im Zuge
derselben Schubtrennschalter eingebaut sein.
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Bei der bevorzugten Ausführung werden alle Strom- und spannungführenden
Schienen: blank ausgeführt, und es wird durch ein Isoliergas, Druckluft,
01 oder eine sonstige Isolierflüssigkeit ohne Druck oder unter statischem
Druck die volle Isolation übernommen.
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Die Isolation kann auch unterteilt werden, derart, daß die vorerwähnten
Isoliermittel einen Teil der Betriebsspannung aufnehmen und daß die spannjung- und
stromführenden Teile für den übrigen Teil der Betriebsspannung mit einem festen
Isoliermittel umgeben werden.
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Das Ende der Rohranlage für die Leitungsführung zum Leistungsschalter
kann in eine Wanddurchführung ausmünden, deren Hälfte mit normaler Schlagweite in
Freiluft und deren andere Hälfte mit verkürzter Schlagweite im Isolierrohr untergebracht
ist.
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Wie in Fig. i, 2 und 3 gezeigt ist, trägt das fahrbare Untergestell
für die Schaltmaschine zwei Isolierrohre ii zur Aufnahme eines Befestigungseisens
für die Trennschalter vor den Leitungsabführungen. Diese Isolierrohre i i dienen
gleichzeitig für die Zuführung der Druckluft zu den Schaltkolben der auf das Befestigungseisen
aufgebauten Trenn- und Erdungsschalter.
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Die druckluftisolierten Sammelschienen bzw. die zu diesen gehörenden
Ummantelungsrohre können gleichzeitig für die Verteilung der Druckluft innerhalb
der Anlage zidm Antrieb der druckluftbetätigten Leistungsschalter mitbenutzt werden.
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Es empfiehlt sich, die Leitungsverbindungen der Schaltmaschine zwischen
den Geräten aus einheitlichen Formstücken herzustellen.
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Die Leitungsverbindungen können über flexible Verbindungsleitungen
mit beiderseitig unverwechselbaren wetterfesten Steckkontakten mit den Leitungen
des Fahrgestells verbunden werden.
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Bei der bevorzugten Ausführung sind am Fahrgestell der Schaltmaschine
die Radfüße abschraubbar, und es ist alsdann Vorsorge getroffen, daß das Fahrgestell
durch ein Hilfswerkzeug abstützbar ist. Ferner empfiehlt es sich, die Sammelschienensysteme
nach vorn herausziehbar zu machen.