DE4211155A1 - Gasisolierte Schaltanlage mit einem mehrpoligen Vakuumschalter und einem mehrpoligen Lasttrennschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine gasisolierte Schaltanlage mit einem gasgefüllten Behälter und einem in dem Behälter mit horizontaler Lage seiner Vakuumschaltröhren angeordneten mehrpoligen Vakuumschalter sowie mit einem mit horizonta­ ler Lage seiner Schalterwelle unterhalb des Vakuumschal­ ters angeordneten mehrpoligen Dreistellungs-Lasttrenn­ schalter und an einer Frontwand des Behälters angeordneten Antriebsvorrichtungen für den Vakuumschalter und den Last­ trennschalter, ferner mit unterhalb des Lasttrennschalters an der Frontwand angeordneten Abgangsdurchführungen.

Eine Schaltanlage dieser Art ist durch die DE-A-39 15 948 bekanntgeworden. Bei dieser Anordnung ergeben sich günstige Bedingungen für die Anbringung der elektrischen Verbindungen zwischen dem Vakuumschalter und dem Lasttrennschalter. Ebenso sind die Sammelschienen günstig verlegbar, die an den Seitenwänden des Behälters ein- und austreten und daher unmittelbar in seitlich anschließende Schaltfelder einführbar sind.

Es zeigt sich jedoch, daß die mechanischen Verbindungen zwischen den an der Frontwand des Behälters befindlichen Antriebsvorrichtungen und den durch diese zu betätigenden Schaltgeräten verhältnismäßig kompliziert sind. Der Erfin­ dung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne Nachteil für die elektrischen Verbindungen den mechanischen Aufbau der Antriebsverbindungen zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Vakuumschaltröhren mit rechtwinklig zur Frontwand des Behälters ausgerichteten Längsachsen angeordnet sind und daß der Lasttrennschalter mit gleichfalls horizonta­ ler, jedoch parallel zur Frontwand des Behälters ausge­ richteter Drehachse angeordnet ist.

Durch die Drehung sowohl des Vakuumschalters als auch des Lasttrennschalters um 90° bleiben die elektrischen Verbin­ dungen zwischen diesen beiden Schaltgeräten unverändert erhalten. Andererseits können nun anstelle des bisher erforderlichen Umlenkgetriebes zwischen dem Vakuumschalter und der an der Frontwand sitzenden zugeordneten Antriebs­ vorrichtung zweckmäßig linear wirkende Antriebsteile einge­ setzt werden. Beispiele hierfür sind der EP-A-0 354 803 oder der DE-A-41 23 710 zu entnehmen. In beiden Fällen ist jeder Vakuumschaltröhre eine Betätigungsstange zugeordnet, die mittels eines Faltenbalges abgedichtet in den Behälter eingeführt ist. Andererseits gelangen die Anschlußvorrich­ tungen des Lasttrennschalters in eine Stellung, die eine kreuzungsfreie Verbindung mit den an der Frontwand des Behälters vorgesehenen Abgangsdurchführungen ermöglicht.

Von der bisherigen Anordnung der Sammelschienen-Durchfüh­ rungen in den Seitenwänden des Behälters kann ohne Nachteil abgesehen werden. Auch diese Durchführungen lassen sich an der Frontwand des Behälters anordnen und kreuzungsfrei mit dem Lasttrennschalter verbinden. Die Behälter einer mehrfeldrigen Schaltanlage können dann ohne seitlichen Abstand nebeneinander aufgestellt werden, wobei die Sammelschienen vor den Behältern in geeigneter Weise verlegbar und im Bedarfsfall anpaßbar sind.

Im Rahmen der Erfindung kann der Lasttrennschalter durch einen mit seiner Schalterwelle zusammenwirkenden inneren Schwenkhebel betätigbar sein, der an seinem der Frontwand des Behälters zugewandten Ende zum Eingriff eines äußeren, gegenüber der Frontwand gasdicht abgedichteten Schwenkhe­ bels eine Gabelöffnung besitzt. Diese Anordnung ist vor­ teilhaft für die Montage des Lasttrennschalters, weil die Kupplung mit der Antriebsvorrichtung auf denkbar einfache Weise zustande kommt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt seitlich aufgeschnitten ein Feld einer Mittelspannungs-Schaltanlage mit einem Vakuum-Leistungs­ schalter und einem Dreistellungs-Lasttrennschalter sowie den zugehörigen Antriebsvorrichtungen und den elektrischen Durchführungen.

In der Fig. 2 ist die nebeneinanderliegende Anordnung von drei Vakuumschaltröhren des Vakuum-Leistungsschalters nach der Fig. 1 dargestellt. Nur die mittlere von drei oberen Isolierplatten ist gezeigt, um die darunterliegenden Teile sichtbar zu machen.

Das in den Figuren gezeigte Schaltfeld 1 weist einen zugangslos verschlossenen Behälter 2 aus Stahlblech auf, der einen als Ganzes mit 3 bezeichneten Vakuum-Leistungs­ schalter mit einer Antriebsvorrichtung 4 und einen Drei­ stellungs-Lasttrennschalter 5 mit einer zugehörigen weite­ ren Antriebsvorrichtung 6 umfaßt. Der Behälter 2 ist im Betrieb geerdet und enthält ein geeignetes Isoliergas, bei­ spielsweise Schwefelhexafluorid (SF₆). An der Frontwand des Behälters 1 befinden sich Durchführungen 7 für Kabelab­ gänge 10 und weitere Durchführungen 11 als Einspeisung.

Der Vakuum-Leistungsschalter 3 ist dreipolig ausgebildet und weist dementsprechend drei Vakuumschaltröhren 12 auf, die jeweils mittels einer geradlinig aufgebauten und eine Frontwand 13 des Behälter 1 durchsetzenden Kupplungsvor­ richtung 14 durch die Antriebsvorrichtung 4 zum Ein- und Ausschalten betätigbar sind. Die drei Vakuumschaltröhren 12 liegen mit horizontaler Längsachse nebeneinander und sind in einer noch zu erläuternden Weise zwischen Isolier­ platten befestigt. Der unterhalb des Vakuum-Leistungs­ schalters 3 angeordnete Lasttrennschalter 5 ist mit parallel zur Frontwand 13 des Behälters 2 verlaufender Drehachse angeordnet. Die drei Pole des Lasttrennschalters 5 liegen daher in der Fig. 1 ebenso hintereinander wie die drei Vakuumschaltröhren 12. Daher können die Verbindun­ gen zwischen beiden Schaltern ohne Kreuzung hierzu vorge­ sehener Stromschienen 15 leicht hergestellt werden. Ergeb­ nis der beschriebenen Ausrichtung der Vakuumschaltröhren 12 und des Lasttrennschalter 5 zur Frontwand 13 des Behälters 2 ist es auch, daß einspeisende Stromschienen 16 kreuzungsfrei vertikal zwischen den Durchführungen 11 und den Vakuumschaltröhren 12 verlegbar sind. Die Durchführun­ gen 11 sind in der Höhe gestuft angeordnet, um den Anschluß von Stromschienen zu erleichtern. Bei einer mehrfeldrigen Schaltanlage sind auf diese Weise die Sammelschienen frontseitig anzuschließen, ohne daß Zugang zum Innenraum der Behälter bestehen muß.

Im folgenden werden Einzelheiten des Vakuum-Leistungsschal­ ters 3 erläutert. Wie die Fig. 1 zeigt, ist jeder Vakuum­ schaltröhre 12 eine obere Isolierplatte 17 zugeordnet, die an winkelförmigen Haltegliedern 20 befestigt sind. Die Halteglieder 20 sind an der Frontwand 13 und einer ihr gegenüberstehenden Rückwand 21 des Behälters 2 befestigt. Mit jeder oberen Isolierplatte 17 sind ein hinterer Träger 22 und ein vorderer Träger 23 verbunden, zwischen denen die Vakuumschaltröhre angeordnet ist. Jeweils eine obere Isolierplatte 17 mit den Trägern 22 und 23 sowie der Vaku­ umschaltröhre 12 bilden eine zwar nicht funktionsfähige, jedoch mechanisch zusammenhängende und montagefähige Einheit, die, solange der Behälter 2 noch offen ist, auf einfache Weise an den Haltegliedern 20 aufgehängt und befestigt werden kann.

Weiterer Bestandteil des Leistungsschalters 3 sind zwei untere Isolierplatten 24 und 25, die sich quer zu den dberen Isolierplatten 17 erstrecken und die ähnlich wie diese an Haltegliedern 26 befestigt sind, die ihrerseits an den Wänden des Behälters 2 befestigt sind. Die Isolier­ platte 24 ist dabei gemeinsam für die hinteren, mit den Trägern 22 verbundenen Enden der Vakuumschaltröhren 12, während die Isolierplatte 25 gemeinsam für vorderen, mit den Trägern 23 verbundenen Enden der Vakuumschaltröhren 12 ist. Diese Anordnung der Isolierplatten 17, 24 und 25 führt zu einer guten Versteifung gegen die hohen Kräfte, die Kurzschlußströme aufgrund der relativ kleinen gegen­ seitigen Abstände der Vakuumschaltröhren im Isoliergas hervorrufen können, während gleichzeitig die Zirkulation des in dem Behälter 2 befindlichen Isoliergases im Bereich der Vakuumschaltröhren 12 weniger als bei Verwendung einer einzigen unteren Isolierplatte behindert ist.

Die unteren Halteglieder 26 sind zweckmäßig an gegenüber­ liegenden Seitenwänden 28 und 29 des Behälters 2 ange­ bracht. Wird anstelle der einzelnen unteren Isolierplatten 24 und 25 eine gemeinsame untere Isolierplatte benutzt, so ist auch eine andere Anordnung der Halteglieder 26 möglich, beispielsweise sdwohl an der Rückwand 21 als auch an den Seitenwänden 28 und 29. Auch empfiehlt es sich, eine für alle Vakuumschaltröhren 12 gemeinsame untere Isolierplatte so zu bemessen, daß sie ebenso wie die rechte untere Isolierplatte 25 in Richtung auf die Frontwand 13 nicht wesentlich über die Anschlußvorrichtung 30 hinausragt, damit die Elemente der Kupplungsvorrichtung 14 bei der Montage von unten gut zugänglich sind und das Isoliergas zirkulieren kann.

An den hinteren Enden der Vakuumschaltröhren 12 sind An­ schlußschienen 27 vorgesehen, die durch Öffnungen der unteren Isolierplatten 24 nach unten herausgeführt und dort mit den Stromschienen 16 verbunden sind. Die vorderen unteren Isolierplatten 25 tragen jeweils eine Anschlußvor­ richtung 30 für die Stromschienen 15 und ein biegsames Stromband 31, das die elektrische Verbindung mit dem bewegbaren Anschlußbolzen 32 der Vakuumschaltröhre 12 herstellt.

Jede der Vakuumschaltröhren 12 ist, wie schon erwähnt, durch eine Kupplungsvorrichtung 14 mit der Antriebsvor­ richtung 4 verbunden. Als Bestandteile der Kupplungsvor­ richtung 14 sind eine Klemmvorrichtung 33, ein Isolier­ körper 34 und eine Betätigungsstange 35 in Verbindung mit einem Faltenbalg 36 vorgesehen. Der Faltenbalg 36 ist mit seinem einen Ende in der Frontwand 13 des Behälters 2 befestigt und an seinem gegenüberliegenden, in den Behäl­ ter 2 hineinragenden Ende mit der Betätigungsstange 35 verbunden. Mit dem an der Außenseite des Behälter 2 zu­ gänglichen Ende der Betätigungsstange 35 ist ein Hebelge­ triebe 37 verbunden, zu dem eine als Kontaktkraftfeder und als Ausschaltfeder dienende Zugfeder 40 gehört. Das Hebel­ getriebe kann vorzugsweise den in der DE-A-34 14 016 beschriebenen Aufbau besitzen. Die entsprechend der Pol­ zahl vorhandenen Hebelgetriebe 37 werden zum Einschalten der Vakuumschaltröhren in bekannter Weise gemeinsam von der Antriebsvorrichtung 4 mit einer Antriebskraft beauf­ schlagt. Zum Ausschalten wird die Antriebsvorrichtung 4 entklinkt, worauf die Zugfeder 40 als Ausschaltfeder wirksam werden und die Vakuumschaltröhren 12 entgegen dem in dem Behälter bestehenden Gasdruck ausschalten kann.

Wie bereits erwähnt, gehört zu dem Schaltfeld 1 ein Drei­ stellungs-Lasttrennschalter 5, beispielsweise in der Bau­ art gemäß der DE-C-33 04 272. Die Schaltung des Leistungs­ schalters 3 und des Lasttrennschalters 5 kann insbesondere entsprechend der DE-A-39 15 949 gewählt sein, um Kurz­ schlußströme ohne eine gegenseitige Verriegelung des Leistungsschalters und des Lasttrennschalters beherrschen zu können.

Eine für alle Pole des Lasttrennschalters 5 gemeinsame Schalterwelle 41 ist horizontal und parallel zur Front­ wand 13 des Behälters 2 angeordnet. Die Antriebsvorrich­ tung 6 für den Lasttrennschalter 5 arbeitet mit der Schalterwelle 41 mittels einer weiteren, als Ganzes mit 42 bezeichneten Kupplungsvorrichtung zusammen, die so ausge­ bildet ist, daß der Einbau des Lasttrennschalters 5 in den Behälter 2 mit nur geringem Aufwand durchführbar ist. Hier­ zu weist die Kupplungsvorrichtung 42, wie an sich bekannt, einen Faltenbalg 43 auf, der mit seinem einen Ende gas­ dicht in der Frontwand 13 des Behälters 2 befestigt ist. Im Unterschied zu den Faltenbälgen 36 für die Vakuumschalt­ röhren 12 wird der Faltenbalg 43 nicht zur Einleitung einer linearen Bewegung, sondern einer Schwenkbewegung benutzt. Dies geschieht durch einen äußeren Schwenkhebel 44, dessen Schwenklager etwa in der Ebene der Frontwand 13 angeordnet ist. Am inneren Ende des äußeren Schwenkhebels 44 befindet sich ein Mitnehmerbolzen 45 für eine Gabel­ öffnung 46 eines inneren Schwenkhebels 47, der etwa mittig auf einem Lagerbolzen 50 gelagert ist. Am anderen Ende des inneren Schwenkhebels 47 wird durch ein Umlenkge­ triebe 51 die Schalterwelle 41 betätigt. Zweckmäßig ist der innere Schwenkhebel 47 und das Umlenkgetriebe 51 an dem Lasttrennschalter 5 befestigt, derart, daß diese Ein­ heit durch einfaches Aufschieben der Gabelöffnung 46 auf den Mitnehmerbolzen 45 mit dem äußeren Schwenkhebel 44 und damit mit der Antriebsvorrichtung 6 für den Lasttrenn­ schalter 5 kuppelbar ist. Justier- und Einstellarbeiten können weitgehend entfallen.

Claims (2)

1. Gasisolierte Schaltanlage mit einem gasgefüllten Be­ hälter (2) und einem in dem Behälter (2) mit horizontaler Lage seiner Vakuumschaltröhren (12) angeordneten mehrpoli­ gen Vakuumschalter (3) sowie mit einem mit horizontaler Lage seiner Schalterwelle (41) unterhalb des Vakuumschal­ ters (3) angeordneten mehrpoligen Dreistellungs-Lasttrenn­ schalter (5) und an einer Frontwand (13) des Behälters (2) angeordneten Antriebsvorrichtung (4, 6) für den Vakuum­ schalter (3) und den Lasttrennschalter (5), ferner mit unterhalb des Lasttrennschalters (5) an der Frontwand (13) angeordneten Abgangsdurchführungen (7), dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumschaltröhren (12) mit rechtwinklig zur Frontwand (13) des Behälters (2) ausgerichteten Längsachsen angeordnet sind und daß der Lasttrennschalter (5) mit gleichfalls horizontaler, jedoch parallel zur Frontwand (13) des Behälters (2) ausgerichteter Drehachse angeordnet ist.

2. Gasisolierte Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lasttrennschalter (5) durch einen mit seiner Schalterwelle (41) zusammenwirkendem inneren Schwenkhebel (47) betätigbar ist, der an seinem der Frontwand (13) des Behälters (2) zugewandten Ende zum Eingriff eines äußeren, gegenüber der Frontwand (13) gasdicht abgedichteten Schwenkhebels (44) eine Gabelöffnung (46) besitzt.