NL1020581C2

NL1020581C2 - Schakelinstallatie voorzien van elektrisch isolerende barriÞre.

Info

Publication number: NL1020581C2
Application number: NL1020581A
Authority: NL
Inventors: Arend Jan Willem Lammers
Original assignee: Holec Holland Nv
Priority date: 2002-05-13
Filing date: 2002-05-13
Publication date: 2003-11-14
Also published as: PL202724B1; CN1653663A; NO20045414L; DE60332616D1; AU2003235516A1; US7310221B2; AU2003235516B8; JP2005530465A; PL372441A1; NO327651B1; ES2345979T3; BR0310108A; US20060034037A1; EP1504508B1; NZ536535A; ATE468642T1; DK1504508T3; EP1504508A1; PT1504508E; AU2003235516B2

Description

Schakelinstallatie voorzien van elektrisch isolerende barrière

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een schakelinstallatie, met name geschikt voor spanningen hoger dan 1000V, omvattende een met een kabelaansluiting 5 verbonden onderbreker en optioneel een scheider voor het maken of verbreken van een geleidende verbinding tussen de kabelaansluiting en een railsysteem, en een elektrisch isolerende barrière voor het afschermen van een in bedrijf onder spanning staand element van de schakelinstallatie.

Aangezien de meeste schakelinstallaties driefasig zijn uitgevoerd komen de 10 genoemde componenten ook drie keer voor per functionele eenheid (ook veld genoemd) waarbij deze componenten per fase fysiek en elektrisch van elkaar zijn gescheiden.

De fasen van een dergelijke schakelinstallatie zijn verder als een fysiek geheel veelal ondergebracht in een omhullende schakelkast waarbij vanwege de grote 15 potentiaalverschillen tussen de verschillende spanningvoerende delen en andere elektrisch geleidende delen van de schakelkast een bepaalde afstand aangehouden moet worden om een elektrische overslag of doorslag tussen die verschillende delen te voorkomen. Die afstand is behalve van de toegepaste spanning ook afhankelijk van het toegepaste type onderbreker zoals b.v. luchtonderbrekers, olieonderbrekers, 20 vacuümonderbrekers etc. en het tussen de verschillende delen van de schakelinstallatie toegepaste isolatiemedium zoals b.v. gas (lucht, SF6 e.d.), vloeistof (olie), vaste stof (giethars), etc..

Vanwege het ruimtebeslag maar ook vanwege de hogere materiaal· en transportkosten wordt ernaar gestreefd om schakelinstallaties zo compact mogelijk te 25 bouwen en wordt een combinatie van onderbrekers en isolatiemedia toegepast die een compacte bouwwijze mogelijk maken. Zo wordt veelal de combinatie vacuümonderbrekers met SF6 isolatie toegepast om een compacte schakelinstallatie te verkrijgen. Alhoewel de wens bestaat om afstand te doen van SF6 als isolatiemedium vanwege de negatieve gevolgen voor het milieu wordt er nog steeds veel gebruik van 30 gemaakt omdat er onvoldoende alternatieven m.n. voor wat betreft de compacte bouwwijze beschikbaar zijn.

Een schakelinstallatie die een compacte bouwwijze tot doel heeft, is bijvoorbeeld bekend uit de Amerikaanse octrooiaanvrage US-A-2001/0005306, die een 2 schakelinstallatie beschrijft met een kabelaansluiting en een railsysteem met daartussen een vacuümonderbreker waarmee een kabel en een rail met elkaar verbonden kunnen worden. De installatie omvat verder een aandrijfmechanisme en een mogelijkheid om kabel en rail door middel van een scheider van elkaar te scheiden alsmede een 5 aardingsmogelijkheid. De geopenbaarde installatie omvat een aantal compartimenten, zoals een kabelcompartiment, een railcompartiment, en een schakelcompartiment. Er wordt gebruik gemaakt van isolerende wanden in de schakelinstallatie om specifieke onderdelen elektrisch af te schermen van andere specifieke onderdelen.

De bekende schakelinstallatie heeft als nadeel dat door de toe te passen hoge 10 spanningen op verschillende delen van de schakelinstallatie een grote afmeting nodig is om voldoende elektrische isolatie door lucht te waarborgen. Er wordt wel een aantal isolerende wanden gebruikt, maar niet naar alle van belang zijnde onderdelen van de schakelinstallatie. Verder vergt de bekende schakelinstallatie veel inspanning bij de opbouw daarvan.

15 Uit US 4,879,441 is verder een schakelinstallatie bekend waarin gebruik wordt gemaakt van een diëlektrische barrière bestaande uit een isolerende plaat die zodanig is gebogen dat er drie recht op elkaar staande zijden ontstaan. De aldus gevormde plaat wordt per fase om elke vacuümonderbreker heen bevestigd zodanig dat de vacuümonderbrekers en een deel van de aandrijfstangen driezijdig door die plaat 20 omgeven zijn waarbij de open zijden van de isolerende plaat zich aan de voor-, bovenen onderzijde bevinden.

Met de toevoeging van een dergelijke barrière wordt bereikt dat de spanningsvastheid tussen bepaalde delen verhoogd wordt waardoor hetzij een hogere spanning hetzij kleinere onderlinge afstanden tussen die delen met een verschillend 25 spanningspotentiaal kunnen worden toegepast.

Alhoewel met de toevoeging van de bekende diëlektrische barrière een belangrijke verbetering wordt bereikt is deze nog voor verdere verbetering vatbaar m.n. waar het de compactheid van de schakelinstallatie betreft.

De onderhavige uitvinding heeft dan ook als doel een schakelinstallatie te 30 verschaffen, die een zodanige diëlektrische afscherming heeft dat een optimale compactheid en een eenvoudige samenbouw van elementen van de gehele schakelinstallatie mogelijk wordt gemaakt zonder gebruik te maken van het 3 isolatiemedium SF6, ondanks dat, zoals bekend is, de diëlektrische vastheid van SF6 ten opzichte van lucht veel groter is.

Hiertoe verschaft de onderhavige uitvinding een schakelinstallatie van de bij aanhef gedefinieerde soort, waarbij de elektrisch isolerende barrière voor elke fase van 5 de schakelinstallatie afzonderlijk ten minste de in bedrijf onder elektrische spanning staande delen vanaf de onderbreker tot het railsysteem omgeeft, inclusief een aftakking naar een rail van het railsysteem. De elektrisch isolerende barrière beschermt de overige fasen alsmede de omhullende schakelkast tegen spanningsoverslagen, respectievelijk -doorslagen vanuit die onder spanning staande delen.

10 Tevens kunnen ook bedieningsorganen voor de onderbreker en de optionele schelder door de elektrisch isolerende barrière omgeven zijn. Doordat de elektrisch isolerende barrière alle in dit opzicht van belang zijnde elementen per fase van een schakelinstallatie omgeeft, ontstaat een voldoende en bedrijfszekere elektrisch isolerende werking tussen de verschillende fasen van de schakelinstallatie en tussen de 15 elementen van een fase van de schakelinstallatie en de veelal metalen omhulling van de schakelinstallatie. Dit maakt een meer compacte bouwwijze van de schakelinstallatie mogelijk.

Alhoewel met de uitvinding nu een compactere schakelinstallatie mogelijk wordt gemaakt doordat een mogelijke overslag of doorslag tussen de fasen onderling of naar 20 de schakelkast door de elektrische barrière wordt verhinderd, bevinden zich binnen die elektrisch isolerende barrière onderdelen die ten opzicht van elkaar grote potentiaalverschillen kunnen vertonen. Die potentiaalverschillen kunnen bovendien als gevolg van de schakelhandelingen, b.v. het aan aarde leggen van het circuit aan een kant van de schakelende component, bijvoorbeeld een vacuümonderbreker, per 25 onderdeel sterk wisselen. Om dat op te vangen kan tussen de verschillende onderdelen een voldoend grote afstand worden aangehouden. Dit zou echter betekenen dat de schakelinstallatie minder compact gebouwd kan worden.

De onderhavige uitvinding heeft daarom verder tot doel de compactheid van de schakelinstallatie verder te verhogen en voorziet daartoe in een elektrisch isolerende 30 barrière waarbij de in die barrière gepositioneerde en onder spanning staande delen tussen onderbreker en railsysteem inclusief de onderbreker en de aftakking, zijn voorzien van veldsturingsmiddelen en/of spanningsafdichtende middelen op die plaatsen waar de hoogste potentiaalverschillen met bijbehorende hoge "·' „ ' ‘. ' ··..·* rLj 'i 4 veldsterktedichtheid optreden dan wel op die plaatsen waar de onderlinge afstand tussen delen met een hoog potentiaalverschil zodanig is dat overslag kan plaatsvinden.

Door een juiste keuze van de plaats en de middelen kunnen plaatsen met in bepaalde situaties hoge potentiaalverschillen dichter ten opzichte van elkaar worden 5 geplaatst en wordt zo een verdere verhoging van de compactheid bereikt.

Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding is de elektrische veldverdeling binnen de elektrisch isolerende barrière geoptimaliseerd en zijn de veldsturingsmiddelen en/of spanningsafdichtende middelen geplaatst ter plaatse van een bevestiging van het bedieningsorgaan op de onderbreker, een verbinding tussen de 10 onderbreker en de scheider, een bevestiging van het bedieningsorgaan op de scheider, een verbreekbare verbinding van de scheider met de aftakking, een aansluiting van de onderbreker op de elektrisch isolerende barrière, en/of de aftakking naar de rail. Bij voorkeur zijn die veldsturingsmiddelen en/of spanningafdichtende middelen zodanig op elkaar afgestemd dat elektronen die langs de spanningsafdichtende middelen willen 15 ontwijken terecht komen op plaatsen waar met behulp van de veldsturingsmiddelen een veldvrije ruimte is gecreëerd. Dit heeft het voordeel dat op die plaatsen kan worden volstaan met spanningsafdichtende middelen die niet perse ook alle kruipwegen volledig behoeven af te sluiten omdat de elektronen door de veldvrije ruimte worden afgevangen.

20 Verder zijn de veldsturingsmiddelen bij voorkeur voorzien van een elektrisch isolerende buitenlaag. Dit heeft het voordeel dat de veldsturingsmiddelen dichter op elkaar geplaatst kunnen worden zonder dat voor een overslag behoeft te worden gevreesd, immers de mogelijke voetpunten voor een overslag bevinden zich in de veldvrije ruimte en zijn daardoor afgeschermd.

25 In een uitvoeringsvorm is de elektrisch isolerende barrière vervaardigd als een geheel element, bijvoorbeeld een (spuit-)gietstuk. Dit is eenvoudig te vervaardigen en te verwerken met bekende technieken. In een verdere uitvoeringsvorm is het isolerend materiaal van de elektrisch isolerende barrière optisch transparant. Dit maakt het mogelijk om op een of meer plaatsen inspectievensters te definiëren voor een visuele 30 controle van bijvoorbeeld de stand van de onderbreker en/of scheider (direct of indirect via de stand van bedieningsorganen daarvan) in het inwendige van de elektrisch isolerende barrière.

i i' ; c'i Γ O if 5

Door de elektrisch isolerende barrière voor elke fase van een schakelinstallatie als een geheel element uit te voeren maakt de uitvinding het verder mogelijk om niet alleen de elektrische (isolerende en veldsturende) functie maar ook een mechanisch en constructieve functie te benutten. Deze tweede functie maakt het mogelijk zowel de 5 diverse onderdelen en elementen van de fasen onderling als ook ten opzichte van de omhullende schakelkast plaatsvast te positioneren en te monteren. Voor de positionering van elke fase in de schakelkast is de vorm van de elektrisch isolerende barrière bijvoorbeeld zodanig uitgevoerd dat deze met een nauwe passing kan worden bevestigd aan om de (vacuüm)onderbreker. Voor de nauw passende bevestiging om de 10 (vacuüm)onderbreker wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van een flexibele manchet van een materiaal (bijvoorbeeld rubber) dat zowel goede elektrisch isolerende als mechanische eigenschappen bezit waardoor de benodigde bevestiging gecombineerd kan worden met de spanningsafdichting.

Om toepassing van vacuümonderbrekers met verschillende diameters mogelijk te 15 kunnen maken zonder dat de elektrisch isolerende barrière telkens op die diameter moet worden aangepast, voorziet de uitvinding in bevestiging van de elektrisch isolerende barrière op dezelfde bevestiging waarmee de vacuümonderbreker in de omhullende schakelkast is bevestigd. Door de dikte van de flexibele manchet aan te passen kan dan weer een goede in zowel elektrisch als mechanisch opzicht bevestiging worden 20 verkregen.

Verder kan de elektrisch isolerende barrière zijn voorzien van bevestigingsmiddelen aan een of meer zijden van de barrière. Zo kan aan de bovenzijde bijvoorbeeld een aandrijfmechanisme voor de bedieningsmiddelen van de onderbreker en de scheider op de elektrisch isolerende barrière worden bevestigd. Met behulp van 25 bevestigingsmiddelen aan een voorzijde van de barrière kan deze aan een omhullende kast van de schakelinstallatie bevestigd worden. Evenzo wordt bij voorkeur het bevestigingsmiddel aan de voorzijde gecombineerd met een inspectievenster in de schakelkast.

De elektrisch isolerende barrière is in een verdere uitvoeringsvorm ingericht voor 30 het plaatsvast bevestigen van de rails van het railsysteem, waarbij de elektrisch isolerende barrière is voorzien van de rails nauw omsluitende doorvoeringen, en per fase een aansluitopening is aangebracht voor het maken van een elektrische verbinding met de aftakking. Bij voorkeur wordt ook hier gebmik gemaakt van flexibele inonnöi 6 manchetten waarmee de rails deugdelijk zowel in mechanisch als in elektrisch opzicht aan de elektrisch isolerende barrière worden gemonteerd.

Door het optimaliseren van de compactheid en de als gevolg daarvan resulterende kleinere door de elektrisch isolerende barrière omsloten ruimte zal de door de 5 schakelinstallatie lopende stroom opgewekte warmte eerder aanleiding geven tot overschrijding van de daarvoor gestelde maximale waarden. In een verdere uitvoeringsvorm van de elektrisch isolerende barrière is deze daarom voorzien van ten minste een opening waarmee door convectie uitwisseling van warme lucht met omgevingslucht mogelijk is. Deze opening is zodanig gekozen dat daarmee geen 10 afbreuk wordt gedaan aan de elektrisch isolerende eigenschappen van de barrière.

In een verder aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een schakelinstallatie voorzien van een elektrisch isolerende barrière waarbij bij voorkeur de onderbreker, bedieningsorgaan daarvan en een aandrijfmechanisme voor de onderbreker in een rechte lijn zijn geplaatst in een eerste richting (bijvoorbeeld 15 verticaal, de y-richting), en de rails van het railsysteem zich in een tweede richting in hoofdzaak loodrecht op de eerste richting (bijvoorbeeld horizontaal, de x-richting) uitstrekken. Dit maakt het mogelijk de schakelinstallatie compacter op te bouwen, omdat er geen extra overbrengingen voor de bediening van de onderbreker en dergelijke nodig zijn.

20 In een verdere uitvoeringsvorm strekt de scheider tussen onderbreker en rails zich in gesloten toestand uit in een derde richting (de z-richting) in hoofdzaak loodrecht op zowel de eerste als tweede richting (dus in dit voorbeeld ook in het horizontale vlak), waarbij de scheider door verdraaiing omschakelbaar is naar een open toestand dan wel een geaarde toestand. Ook deze maatregel waarborgt een compacte en bedrijfszekere 25 opbouw van de schakelinstallatie en maakt het tevens mogelijk om de tweede mechanisch en constructieve functie van de elektrisch isolerende barrière nog verder te benutten.

Daartoe is de elektrisch isolerende barrière in nog verdere uitvoeringsvorm ingericht voor het geleiden van de scheider tussen een eerste positie waarin de scheider 30 contact maakt met de faserail, een tweede positie waarin de scheider geen contact maakt met de faserail en optioneel een derde positie waarbij de scheider contact maakt met een aardcontact. Dit kan bijvoorbeeld geïmplementeerd worden door bewegingsgeleiders in de vorm van boogvormige sleuven of randen aan de binnenzijde 1 Pt o n 7 van de elektrisch isolerende barrière die samenwerken met aan de scheider bevestigde geleidingspennen. Hierdoor is een gedefinieerde en dus betrouwbare en bedrijfszekere geleiding van de scheider mogelijk met bediening door een enkele aandrijfstang. Ook wordt zo een zijwaartse uitwijking van de scheider door de zijwanden van de elektrisch 5 isolerende barrière voorkomen waarmee, ondanks de relatief grote lengte van de scheider, deze toch op juiste wijze contact maakt met de aftakking of het aardcontact.

Van de mechanisch en constructieve functie van de elektrisch isolerende barrière volgens de uitvinding wordt in een verdere uitvoeringsvorm met voordeel gebruik gemaakt voor het plaatsvast bevestigen van een aftakrail aan de betreffende faserail van 10 het railsysteem, waarbij een zijde van de aftakrail is ingericht om verbreekbaar contact te maken met het van de schakelende component, bijvoorbeeld een vacuümonderbreker afgerichte uiteinde van de scheider. Voor elke fase in een schakelinstallatie moet in het algemeen een verbinding worden gemaakt met een van de rails van het driefasen railsysteem. Door gebruik te maken van bevestigingsmiddelen voor aftakrails in het 15 elektrisch isolerende barrière is het mogelijk om dit op een montagevriendelijke manier uit te voeren met een hoge mate van flexibiliteit en uniformiteit

De elektrisch isolerende barrière is in een verdere uitvoeringsvorm tevens zodanig uitgevoerd dat de spanningsafdichtende en/of veldsturende middelen ter plaatse van de aftakking van het railsysteem eenvoudig aangebracht en op hun plaats 20 gehouden worden en omvat daartoe sleuven aan de binnenzijde voor het opnemen van spanningsafdichtende en/of veldsturende middelen ter plaatse van de aftakking, waarbij de sleuven verder zijn ingericht voor het opnemen van isolerende steunprofielen voor het plaatsvast bevestigen van de aftakking en het opsluiten van de spanningsafdichtende en/of veldsturende middelen. Bij voorkeur zijn de 25 spanningsafdichtende middelen uitgevoerd als de aftakrail omsluitende afschermkappen. Deze zijn zodanig afgestemd met de veldsturingsmiddelen ter plaatse van de verbreekbare verbinding met de railaftakking dat de afschermkappen niet ook geheel luchtdicht afsluitend behoeven te worden uitgevoerd.

De onderhavige uitvinding zal nu aan de hand van enkele 30 voorbeelduitvoeringsvormen in meer detail worden toegelicht met verwijzing naar de tekeningen, waarin 1 f i 8

Fig. 1 een vereenvoudigd doorsneeaanzicht toont van een schakelinstallatie met daarin een elektrisch isolerende barrière volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

Fig. 2 een zijaanzicht toont van een elektrisch isolerende barrière volgens een 5 verdere uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding;

Fig. 3 een bovenaanzicht toont van de elektrisch isolerende barrière van Fig. 2;

Fig. 4 een vooraanzicht toont van de elektrisch isolerende barrière van Fig. 2; en

Fig. 5 een doorsneeaanzicht toont van de elektrisch isolerende barrière van Fig. 2 met daarin een aantal elementen van de schakelinstallatie.

10 hi Fig. 1 is een vereenvoudigd doorsneeaanzicht getoond van een elektrische schakelinstallatie S voor midden· of hoogspanning waarin een elektrisch isolerende barrière 10 volgens de onderhavige uitvinding is toegepast. De schakelinstallatie 5 omvat een gesloten omhulling 30 van metaal, waarbinnen de elementen van de schakelinstallatie 5 zich bevinden. De omhulling 30 wordt gemonteerd op een 15 bevestigingsframe 34. De schakelinstallatie 5 wordt in het getoonde voorbeeld gebruikt voor het maken of verbreken van een elektrische verbinding tussen een met een kabelaansluiting 33 verbonden voedingsleiding 35 en een van de rails 15 van een driefasen railsysteem. Vanaf de kabelaansluiting 33 voert een geleider naar een onderste aansluiting van een onderbreker 12, in de vorm van een vacuümonderbreker, 20 die bediend wordt door een aandrijfstang 16. De onderbreker 12 wordt in de schakelinstallatie 5 gebruikt om stromen in en uit te schakelen. De andere aansluiting van de onderbreker 12 is, in het getoonde voorbeeld via een schuivende elektrisch geleidende verbinding, aangesloten op een eerste zijde van een scheider 14, die bediend wordt door een aandrijfstang 17. Door de schuivende elektrische geleidende verbinding 25 is er een elektrisch contact tussen onderbreker 12 en scheider 14 ongeacht de stand van de onderbreker 12 en de scheider 14. In gesloten toestand is de andere zijde van de scheider 14 in contact met een aftakrail 18, die aangesloten is op een van de rails 15 die zich loodrecht op het vlak van tekening uitstrekken. De scheider 14 kan door de aandrijfstang 17 ook het geleidingspad tussen kabelaansluiting 33 en rails 15 elektrisch 30 scheiden. Tevens kan de scheider 14 in contact worden gebracht met een aardcontact 29, zodat het gehele elektrische circuit vanaf onderbreker 12 geaard kan worden. De aandrijfstangen 16,17 voor de onderbreker 12, respectievelijk scheider 14, worden bedreven door een aandrijfmechanisme 11, dat zich bevindt aan de bovenzijde van de 1 η ? n 5 a i 9 in Fig. 1 met een dikke lijn aangegeven gesloten omhulling 30. Naast dit mechanisme 11 bevindt zich aan de bovenzijde van de omhulling 30 tevens een ruimte voor secundaire apparatuur 31 (zoals beveiligings-, meet- en registratieapparatuur) en een bedieningspaneel 32.

5 In Fig. 1 is een doorsneeaanzicht getoond dat slechts één fasegedeelte van een schakelinstallatie 5 toont. Voor de vakman zal het duidelijk zijn dat in de richting loodrecht op het vlak van de tekening de andere twee fasegedeelten van de schakelinstallatie 5 zich bevinden, waarbij dan telkens de betreffende aftakrail 18 op een andere rail 15 van het railsysteem is aangesloten. De drie fasegedeelten vormen 10 tezamen een functionele eenheid, ook wel veld genoemd. Voor een complete schakelinstallatie 5 kunnen zo meerdere functionele eenheden naast elkaar geplaatst worden.

Door de plaatsing van de onderbreker 12, aandrijfstang 16 en aandrijfmechanisme 11 in een verticale lijn, en de rails 15 van het railsysteem in een 15 horizontale richting, waarbij de scheider 18 zich uitstrekt in een richting loodrecht op deze twee richtingen, is een zeer compacte bouw van de schakelinstallatie 5 mogelijk.

De bovenzijde van de onderbreker 12, de aandrijfstang 16 daarvan, de scheider 14 en de aandrijfstang 17 daarvan, alsmede de aftakrail 18, aardcontact 29 en gedeelten van de rails 15 worden in de getoonde uitvoeringsvorm omgeven door een elektrisch 20 isolerende barrière 10, dat dient voor de diëlektrische afscheiding (ofwel isolatie) ten opzichte van de naastgelegen fasen en ten opzichte van de gesloten omhulling 30. De elektrisch isolerende barrière 10 dient dus als een elektrisch isolerende barrière. De elektrisch isolerende barrière 10 is om deze reden vervaardigd uit een isolerend materiaal, bijvoorbeeld een isolerende kunststof.

25 Indien de elektrisch isolerende barrière 10 wordt vervaardigd uit een transparante isolerende kunststof is het mogelijk om een visuele inspectie mogelijk te maken van de stand van de onderbreker 12 en scheider 14 via een kijkvenster 23, direct of via de stand van de aandrijfstangen 16,17. Dit kijkvenster 23 kan bijvoorbeeld gemaakt worden door een gat te maken in de gesloten omhulling 30 aan de voorzijde, net onder 30 het bedieningspaneel 32. Zoals getoond in de uitvoeringsvorm van Fig. 1 kan het kijkvenster 23 beschermd worden door een verder transparant venster 36, dat extra bescherming biedt tegen mogelijk openbarsten van de elektrisch isolerende barrière 10 (bij het kijkvenster 23) bij het plotseling optreden van een hoge druk binnen de 1020581 10 schakelinstallatie 5. Alhoewel dit in de praktijk nauwelijks zal voorkomen dient met zo'n hoge druk als gevolg van een intern optredende boog uit veiligheidsoverwegingen rekening gehouden te worden.

Naast de al genoemde diëlektrische functie en optische inspectiefunctie van de 5 elektrisch isolerende barrière 10, kan bij een juiste materiaalkeuze de elektrisch isolerende barrière 10 ook gebruikt voor verscheidene mechanische functies, zoals het bevestigen van elementen van de schakelinstallatie 5. Dit wordt hierna toegeücht met verwijzing naar de in Fig. 2,3 en 4 getoonde zij-, boven, respectievelijk vooraanzicht van de elektrisch isolerende barrière, waarin geen elementen van de schakelinstallatie 5 10 zijn getoond. In Fig. 5 is een doorsneeaanzicht getoond van de elektrisch isolerende barrière 10 met daarin geplaatste elementen van de schakelinstallatie 5.

De elektrisch isolerende barrière 10 zelf wordt in de schakelinstallatie 5 bevestigd op een aantal punten. Aan de onderzijde is de elektrisch isolerende barrière 10 voorzien van een opening 27 (Fig. 1,2 en 4) die precies past op het bovengedeelte van de 15 onderbreker 12, optioneel met gebruik van een nauw sluitende (rubber) manchet (niet getoond) waarmee dan tevens een spanningsafdichtende afsluiting wordt verkregen. De onderbreker 12 is met een gietstuk bevestigd op het frame 34 (Fig.l) en vormt daarmee een solide ondersteuning voor de elektrisch isolerende barrière. Het kijkvenster 23 kan zodanig gevormd zijn dat deze een bevestigingspunt vormt met de gesloten omhulling 20 30. Verder is de elektrisch isolerende barrière 10 voorzien van een aantal bevestigingspunten (bijvoorbeeld uitstekende nokjes) 28 voor bevestiging aan het aandrijfmechanisme 11 en een aantal bevestigingspunten 28 voor bevestiging van de elektrisch isolerende barrière 10 aan de gesloten omhulling 30. De respectieve onderdelen zijn dan voorzien van gaten of inkepingen voor het opnemen van de 25 bevestigingspunten 28. Daarnaast omvat de elektrisch isolerende barrière 10 opneemdelen 40 voor de rails 15 van het railsysteem. Bij voorkeur zijn deze gevormd om de gehele rails over de breedte van de elektrisch isolerende barrière 10 op te nemen, en voorzien van een opening voor bevestiging van de aftakrails 18 op een van de rails 15. De rails 15 worden volgens de uitvinding in de opneemdelen 40 bevestigd met 30 behulp van rubber manchetten. Daarmee wordt zowel een mechanische als een ter plaatse van de opening voor de aansluiting van de aftakrails 18 spanningsafdichtende bevestiging verkregen. Na samenbouw van een aantal elektrisch isolerende barrières 10 tot een functionele eenheid in de schakelinstallatie 5 zorgen de rails 15, die zich 1020581 11 uitstrekken over meerdere scheiderhuizen 10, ook voor een mechanische bevestiging, positionering en koppeling van de elektrisch isolerende barrières binnen die functionele eenheid.

Aan de binnenzijde is de elektrisch isolerende barrière 10 voorzien van 5 verschillende mechanische maatregelen voor het bevestigen en/of geleiden van elementen uit de schakelinstallatie 5. De voornaamste hiervan betreffen de werking van de scheider 14. Deze kan zich in een gesloten toestand bevinden, waarbij een elektrische verbinding bestaat tussen de bovenste aansluiting van de onderbreker 12 en de aftakrails 18. Aan de zijde van de onderbreker 12 kan de scheider 14 roteren rond 10 een scharnierpunt 26 (zie Fig. 1), aangedreven door een aandrijfstang 17. Voor een goede geleiding van de scheider 14 is deze voorzien van twee geleidingspennen 20 die loodrecht op de scheider 14 staan en die in twee boogvormige groeven 21 (Fig. 5) worden geleid die zich aan de binnenzijde van de elektrisch isolerende barrière 10 bevinden. In plaats van groeven 21 kunnen uiteraard ook opstaande richels in 15 combinatie met daarmee samenwerkende sleuven in de scheider worden toegepast. Hierdoor is door de geleiding in zowel de bewegingsrichting als de richting haaks daarop een duidelijk mechanisch gedefinieerd pad voor het uiteinde van de scheider 14 tussen aftakrail 18 en aardcontact 29 aanwezig.

Ook de bevestiging van de aftakrail 18 vindt plaats aan de elektrisch isolerende 20 barrière 10. Afhankelijk van de schakellay-out van de schakelinstallatie 5 moet de aftakrail 18 elektrisch verbonden worden met één van de rails 15. In de getoonde uitvoeringsvorm vindt dit plaats door middel van twee kunststof delen 19 (Fig. 5), die de aftakrail 18 fixeren. De kunststof delen 19 worden in de elektrisch isolerende barrière 10 bevestigd door een insteekverbinding gevormd door twee inkepingen 41 aan 25 twee binnenzijdes van de elektrisch isolerende barrière 10 (zie Fig. 2 en 3).

Aan de binnenzijde van de elektrisch isolerende barrière 10 zijn ook twee schijfvormige veldsturende afschermingen 22 (Fig. 5) gevat aan weerszijden en ter hoogte van het verbreekbare contact tussen scheider 14 en aftakrail 18. De schijfvormige afscherming 22 bestaat uit een metalen schijf geplaatst in een houder van 30 isolatiemateriaal, waarbij tenminste een deel van de naar de scheider 14 en aftakrail 18 gekeerde zijde van de metalen schijf onbedekt moet blijven waardoor deze ten behoeve van de veldsturende werking op dezelfde potentiaal kan blijven als de aftakrail 18. De houder wordt bijvoorbeeld in een groef 42 in de elektrisch isolerende barrière 10 op de i n 9 π η β i 12 juiste positie bevestigd. De afschermingen 22 zorgen voor een elektrische veldsturing en spanningsafscherming van geleidende delen naar naastliggende fasedelen van de schakelinstallatie 5 en naar de eventueel geopende scheider 14. Soms zal op de geleidende delen op deze plaats een hoge spanning staan, en soms geen spanning of de 5 aardpotentiaal. Door de afschermingen 22 is er een voldoende veldsturende afscherming naar naastliggende fasedelen van de schakelinstallatie 5 en naar de eventueel geopende scheider 14.

Een verdere veldsturende spanningsafscherming 25 is geplaatst ter hoogte van de aansluiting van de aandrijfstangen 16,17 op de onderbreker 12, respectievelijk de 10 scheider 14. In Fig. 2 is te zien dat de elektrisch isolerende barrière 10 aan de bovenzijde van de plaats waar in samengebouwde toestand de onderbreker 12 is geplaatst, een bevestiging 43 is gemaakt. De bevestiging 43 heeft de vorm van een opstaande rand en omgeeft een opening 44 (zie Fig. 3) waardoorheen in bedrijf de bovenste aansluiting van de onderbreker 12 en de aandrijfstang 16 steken. De verdere 15 veldsturende spanningsafscherming 25 kan op de bevestiging 43 vastgemaakt worden.

Ook hier kunnen b.v. door een geopende scheider grote spanningsvariaties optreden die een extra afscherming nodig maken.

Boven de aftakrail 18 is een spanningsafscherming 37 geplaatst, die bevestigd is in de inkepingen 41 aan de binnenzijde van de elektrisch isolerende barrière 10. De 20 spanningsafscherming 37 is van een elektrisch goed isolerend materiaal vervaardigd en kan door een juiste vormgeving de kruipweg voor vrije elektronen langs het isolerend oppervlak verlengen en deze zodanig geleiden dat ze uiteindelijk in de veldvrije ruimte tussen de veldsturende middelen worden gevangen. Verder is eveneens door een juiste vormgeving de spanningsafschermende functie bij de uitvinding gecombineerd met een 25 aantal mechanische functies zoals het plaatsvast opsluiten van zowel de aftakrail als de veldsturende middelen 22 en het onderbrengen van een elektrisch geleidend veercontact tussen het metalen deel van de veldsturende middelen 22 en de aftakrail 18. De kunststof delen 19 fixeren op hun beurt weer de spanningsafscherming 37 op zijn positie in de elektrisch isolerende barrière 10.

30 Door de veldsturende spanningsafschermingen 25 en 22 is een goede veldverdeling binnen de elektrisch isolerende barrière 10 gewaarborgd, waardoor een compacte bouw van de installatie mogelijk is. De veldsturende spanningsafschermingen 22 en 25 bestaan bij voorkeur uit een metalen deel omgeven 1 02058 1 13 door een isolerende laag. De isolerende laag maakt het mogelijk om die veldsturende spanningsafschermingen dichter bij elkaar te plaatsen hetgeen verder bijdraagt tot een zo compact mogelijke bouwwijze.

De elektrisch isolerende barrière 10 kan een nog verder functie vervullen door het 5 aan de zijde bij de rails 15, en aan de bovenzijde bij de aansluiting op het aandrijfmechanisme 11 te voorzien van openingen 24. Deze maken het mogelijk dat een luchtstroom ontstaat door de elektrisch isolerende barrière 10 heen, die de als gevolg van de door de elektrische geleiders (zoals onderbreker 12, schelder 14) lopende elektrische stroom in de elektrisch isolerende barrière 10 opgewekte warmte afvoert.

10 De openingen 24 dienen uiteraard zodanig gepositioneerd te zijn dat de diëlektrische kwaliteit van de elektrisch isolerende barrière niet wordt aangetast. Een eventuele fout of kortsluiting binnen de elektrisch isolerende barrière 10 of tussen de fasen onderling wordt door de gesloten omhulling 30 opgevangen zodat dit geen gevaar oplevert voor personeel aan de bedienzijde van de schakelinstallatie 5.

15 De onderhavige uitvinding is geïllustreerd aan de hand van in de figuren weergegeven (vereenvoudigde) uitvoeringsvormen. Voor de deskundige zal het duidelijk zijn dat vele variaties en modificaties mogelijk zijn binnen het inventieve concept van de onderhavige uitvinding.

Zo is de elektrisch isolerende barrière in de figuren aangegeven met een open 20 bovenzijde. Dit is geen probleem indien de afstand tussen spanningsvoerende delen in de elektrisch isolerende barrière en die bovenzijde voldoende groot is om een elektrische overslag te voorkomen. Wanneer men b.v. de compactheid verder wil verhogen en die afstand dus wil verkleinen, kan de elektrisch isolerende barrière volgens de uitvinding aan de bovenzijde worden voorzien van een elektrisch isolerende 25 afsluitplaat. Om dan toch verbinding te kunnen maken met een aardcontact aan de bovenzijde kan deze worden voorzien van een afsluitbare afschermkap.

Deze variaties en modificaties worden geacht binnen de beschermingsomvang van de onderhavige uitvinding te vallen, die gedefinieerd is door de bij gevoegde conclusies.

1 η ? η ς ft 1

Claims

1. Schakelinstallatie (5) omvattende een met een kabelaansluiting (33) verbonden onderbreker (12) en optioneel een scheider (14) voor het maken of verbreken van een 5 geleidende verbinding tussen de kabelaansluiting (33) en een railsysteem (15), en een elektrisch isolerende barrière (10) voor het afschermen van een in bedrijf onder spanning staand element van de schakelinstallatie (5), met het kenmerk, dat de elektrisch isolerende barrière (10) voor elke fase van de schakelinstallatie (5) afzonderlijk ten minste de in bedrijf onder elektrische spanning staande delen vanaf de 10 onderbreker (12) tot het railsysteem (15) omgeeft, inclusief een aftakking (18) naar een rail (15) van het railsysteem.

2. Schakelinstallatie volgens conclusie 1, waarbij de elektrisch isolerende barrière (10) verder bedieningsorganen (16, 17) voor de onderbreker (12) en de optionele 15 scheider (14) omgeeft.

3. Schakelinstallatie volgens conclusies 1 of 2, waarbij de in de barrière (10) gepositioneerde en onder spanning staande delen tussen onderbreker (12) en railsysteem inclusief de onderbreker (12) en de aftakking (18), zijn voorzien van 20 veldsturingsmiddelen en/of spanningsafdichtende middelen (22,25,37) op die plaatsen waar de hoogste potentiaalverschillen met bijbehorende hoge veldsterktedichtheid optreden dan wel op die plaatsen waar de onderlinge afstand tussen delen met een hoog potentiaalverschil zodanig is dat overslag kan plaatsvinden.

4. Schakelinstallatie volgens conclusie 3, waarbij de veldsturingsmiddelen en/of spanningsafdichtende middelen (22,25,37) zijn geplaatst ter plaatse van een bevestiging van het bedieningsorgaan (16) op de onderbreker (12), een verbinding tussen de onderbreker (12) en de scheider (14), een bevestiging van het bedieningsorgaan (17) op de scheider (14), een verbreekbare verbinding van de 30 scheider (14) met de aftakking (18), een aansluiting van de onderbreker (12) op de elektrisch isolerende barrière (10), en/of de aftakking (18) naar de rail (15). 1 0i?058 1

5. Schakelinstallatie volgens conclusie 3 of 4, waarbij de veldsturingsmiddelen en/of spanningsafdichtende middelen (22, 25,37) zijn voorzien van een elektrisch isolerende buitenlaag.

6. Schakelinstallatie volgens een van de conclusies 1 tot en met 5, waarbij de elektrisch isolerende barrière (10) is vervaardigd als een geheel element.

7. Schakelinstallatie volgens een van de conclusies 1 tot en met 6, waarbij het materiaal van de elektrisch isolerende barrière optisch transparant is. 10

8. Schakelinstallatie volgens een van de conclusies 1 tot en met 7, waarbij de vorm van de elektrisch isolerende barrière (10) voor bevestiging aan de onderbreker (12) zodanig is dat een nauwe passing bestaat voor bevestiging van de elektrisch isolerende barrière (10) op de onderbreker (12).

9. Schakelinstallatie volgens conclusie 8, waarbij de onderbreker (12) en de elektrisch isolerende barrière (10) op elkaar bevestigd worden met behulp van een flexibele manchet.

10. Schakelinstallatie volgens een van de conclusies 1 tot en met 9, waarbij de elektrisch isolerende barrière (10) aan een of meerdere zijden is voorzien van bevestigingsmiddelen (28).

11. Schakelinstallatie volgens een van de conclusies 1 tot en met 10, waarbij de 25 elektrisch isolerende barrière (10) is ingericht voor het plaatsvast bevestigen van de rails (15) van het railsysteem, waarbij de elektrisch isolerende barrière (10) is voorzien van de rails nauw omsluitende doorvoeringen (40), en per fase een aansluitopening is aangebracht voor het maken van een elektrische verbinding met de aftakking (18). 1 1020581

12. Schakelinstallatie volgens conclusie 11, waarbij tenminste ter plaatse van de aansluitopening voor het maken van een elektrische verbinding met de aftakking (18) de doorvoering (40) is voorzien van een rubber manchet waarmee de rail (15) zowel mechanisch als elektrisch spanningsafdichtend in de doorvoering (40) is bevestigd. t

13. Schakelinstallatie volgens een van de conclusies 1 tot en met 12, waarbij de elektrisch isolerende barrière (10) verder voorzien is van ten minste een opening (24) voor uitwisseling van lucht met de omgeving. 5

14. Schakelinstallatie volgens een van de conclusies 1 tot en met 13, waarbij de onderbreker (12), bedieningsorgaan (16) daarvan en een aandrijfmechanisme (11) voor de onderbreker (12) in een rechte lijn zijn geplaatst in een eerste richting, en de rails (15) van het railsysteem zich uitstrekken in een tweede richting in hoofdzaak loodrecht 10 op de eerste richting.

15. Schakelinstallatie volgens conclusie 14, waarbij de scheider (14) tussen onderbreker (12) en rails (15) zich in gesloten toestand uitstrekt in een derde richting in hoofdzaak loodrecht op zowel de eerste als tweede richting, waarbij de scheider (14) 15 door verdraaiing omschakelbaar is naar een open toestand.

16. Schakelinstallatie volgens een van de conclusies 1 tot en met 15, waarbij de elektrisch isolerende barrière (10) is ingericht voor het geleiden van de scheider (14) tussen een eerste positie waarin de scheider (14) contact maakt met de aftakrail (18), 20 een tweede positie waarin de scheider (14) geen contact maakt met de aftakrail (18) en optioneel een derde positie waarbij de scheider (14) contact maakt met een aardcontact (29).

17. Schakelinstallatie volgens een van de conclusies 1 tot en met 16, waarbij de 25 elektrisch isolerende barrière (10) is ingericht voor het plaatsvast bevestigen van de aftakking (18) aan een van de rails (15) van het railsysteem, waarbij een zijde van de aftakking (18) is ingericht om verbreekbaar contact te maken met een van de onderbreker (12) afgericht uiteinde van de scheider (14).

18. Schakelinstallatie volgens conclusie 17, waarbij de elektrisch isolerende barrière (10) sleuven (41) aan de binnenzijde omvat voor het opnemen van spanningsafdichtende en/of veldsturende middelen (37) ter plaatse van de aftakking (18), waarbij de sleuven (41) verder zijn ingericht voor het opnemen van isolerende 1 n ? Ω H ft 1 steunprofielen (19) voor het plaatsvast bevestigen van de aftakking (18) en het opsluiten van de spanningsafdichtende en/of veldsturende middelen (37). 1 ü ?; i · v..