-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltfeld nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, umfassend einen Trennschalter, der zwischen einem Sammelschienenanschluss und einem Kabelanschluss geschaltet ist, wobei der Kabelanschluss über einen Erdungsschalter von einem Erdanschluss getrennt ist, wenn sich der Erdungsschalter in einer Offenstellung befindet. Weiterhin ist für den Kabelanschluss ein Kabelraum mit einer Kabelraumabdeckung vorgesehen, die aus einer Betriebsposition, in der sie den Kabelraum verschließt, in eine Wartungsposition überführbar ist, in der von außen ein Zugang in den Kabelraum möglich ist, um an den Kabelanschlüssen Montagearbeiten durchzuführen zu können und Prüfgeräte anschließen zu können. Ferner kann ein Leistungsschalter zwischen Trennschalter und Kabelanschluss angeordnet sein, um hohe Kurzschlussströme (z.B. im Fehlerfall) sicher abschalten zu können.
-
Schaltfelder der vorstehend genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise als gasisolierte Leistungsschalteranlagen der Mittelspannungstechnik, wobei die Schaltfelder grundsätzlich unterschiedlich ausgeführt sein können. Der (obligatorische) Erdungsschalter dient gemäß den Sicherheitsregeln zum Erden des Kabelanschlussbereichs, insbesondere für Inspektions-, Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten an Kabelanschlusssystemen
-
Der Erdungsschalter kann in einer Variante direkt mit dem Kabelanschluss verbunden sein. Diese Ausführung wird verwendet wenn der Erdungsschalter über eine Schnelleinschaltvorrichtung verfügt (z.B. mittels eines Federantriebs) und damit ein Einschaltvermögen erreicht, um beim Einschalten hohe Kurschlussströme erden zu können.
-
Alternativ können Erdungsschalter in Schaltfeldern eingesetzt werden, die keine Schnelleinschaltvorrichtung und somit kein Einschaltvermögen besitzen. In dieser Variante wird der Erdungsschalter nicht direkt mit dem Kabelanschluss verbunden, sondern er befindet sich zwischen einem Leistungsschalter und dem Trennschalter. Beim Erden des Kabelanschlussbereichs wird zuerst der Erdungsschalter eingeschaltet und danach wird der optionale Leistungsschalter eingeschaltet, der ohnehin auch ein Einschaltvermögen besitzt um hohe Kurschlussströme schalten zu können
-
Für eine Kabelprüfung der angeschlossenen Kabel ist die Kabelraumabdeckung, die den Kabelraum in ihrer Betriebsposition für einen Zugang von außen verschließt, in eine Wartungsposition überführbar, in der von außen ein Zugang in den Kabelraum möglich ist, um an den Kabelanschlüssen Prüfgeräte anschließen zu können. Das Überführen der Kabelraumabdeckung von ihrer Betriebsposition in die Wartungsposition kann je nach Konstruktion unterschiedlich vollzogen werden. So ist es möglich, die Kabelraumabdeckung vollständig von dem Schaltfeld abzunehmen. Alternativ kann die Kabelraumabdeckung auch entsprechend einer Tür aufgeklappt oder aufgeschwenkt werden, um einen Zugang in den Kabelraum zu ermöglichen.
-
Für eine Kabelprüfung bei einem Schaltfeld, das an eine bestromte Sammelschiene angeschlossen ist, muss das Schaltfeld in eine Prüfstellung gebracht werden. Hierzu wird zunächst der Kabelanschlussbereich geerdet und danach die Kabelraumabdeckung geöffnet, wie vorher beschrieben, um an den Kabelanschlüssen die Prüfvorrichtung anschließen zu können. Der Trennschalter ist dabei geöffnet. Der optionale Leistungsschalter wird so geschaltet, dass der Kabelanschluss geerdet wird. Für die Kabelprüfung muss dann die Erdung an den Kabelanschlüssen über den Erdungsschalter (oder über einen Leistungsschalter) des Schaltfelds aufgehoben werden um die Hochspannungskabel prüfen zu können.
-
In diesem Zustand der Schaltanlage besteht jedoch die Möglichkeit, dass bei ausgeschaltetem Erdungsschalter versehentlich der Trennschalter geschlossen wird, so dass nach einem versehentlichen Schließen des Leistungsschalters die in dem nach außen offenen Kabelraum befindlichen Bauteile mit Spannung beaufschlagt würden.
-
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schaltfeld nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass die Sicherheit bei Durchführung von Wartungs- oder Prüfarbeiten erhöht ist.
-
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch, dass ein stromlos betriebener Sicherheitsmechanismus vorgesehen ist, der aktiviert ist, wenn sich die Kabelraumabdeckung in ihrer Wartungsposition und gleichzeitig der Erdungsschalter in seiner Offenstellung befinden, wobei der Sicherheitsmechanismus nach Aktivierung ein Schließen des Trennschalters verhindert.
-
Der erfindungsgemäß vorgesehene Sicherheitsmechanismus ist stromlos betrieben und arbeitet somit unabhängig von einer Stromquelle ohne elektrische oder elektronische Bauteile. Dies bedeutet, dass der Sicherheitsmechanismus und somit die Sicherheit des Bedienpersonals unabhängig von äußeren oder inneren Stromquellen, von Stromausfällen oder von einer Alterung elektrischer, elektronischer oder elektromechanischer Bauteile ist.
-
Weiterhin wird der erfindungsgemäße vorgesehene Sicherheitsmechanismus zwangsweise aktiviert, wenn zwei Schaltbedingungen eingetreten sind, nämlich wenn sich die Kabelraumabdeckung in ihrer Wartungsposition befindet, in der von außen ein Zugang in den Kabelraum möglich ist, und wenn gleichzeitig der Erdungsschalter nicht mehr geschlossen ist. Da in einer solchen Situation durch Fehlbedienung versehentlich eine Bestromung der im Kabelraum vorgesehenen Bauteile erfolgen könnte, verhindert der erfindungsgemäß vorgesehene Sicherheitsmechanismus nach seiner Aktivierung ein Schließen des Trennschalters.
-
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung, der Zeichnung sowie den Unteransprüchen beschrieben.
-
Nach einer ersten vorteilhaften Ausführungsform wird der Sicherheitsmechanismus nicht nur stromlos betrieben sondern auch stromlos aktiviert, d.h. das Wirksamwerden des Sicherheitsmechanismus erfolgt rein mechanisch über Stellelemente, so dass eine mangelnde Energieversorgung oder aber Alterungsprozesse keine Rolle spielen.
-
Grundsätzlich kann auf verschiedene Weise erreicht werden, dass nach Aktivierung des Sicherheitsmechanismus ein Schließen des Trennschalters verhindert wird. So könnten beispielsweise Schieber oder Sperrelemente eingesetzt werden, die ein Schließen des Trennschalters verhindern. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Schließen des Trennschalters verhindert, indem das Einsetzen eines Betätigungselementes in das Schaltfeld verhindert wird, welches zum Schließen des Trennschalters erforderlich ist. Bei dieser Ausführungsform wird der Trennschalter mit Hilfe einer Kurbel betätigt, die in eine Einstecköffnung des Schaltfelds eingesteckt werden muss, wobei hierzu zunächst ein Abfrageschieber betätigt werden muss, der die Einstecköffnung über einen Schieber freigibt. Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform blockiert der Sicherheitsmechanismus eine Betätigung des Abfrageschiebers zur Freigabe derjenigen Öffnung, in welcher die Kurbel für den Trennschalter eingesetzt werden muss, so dass in diesem Fall ein Schließen des Trennschalters von vorneherein ausgeschlossen ist.
-
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Sicherheitsmechanismus eine stromlos betriebene Abfrageeinrichtung umfassen, die detektiert, ob sich die Kabelraumabdeckung in ihrer Wartungsposition und ob gleichzeitig eine Freigabe erfolgt ist, derart dass der Erdungsschalter in eine Offenstellung gebracht werden kann. Hierbei kann die Abfrageeinrichtung beispielsweise einen Schieber umfassen, der beispielsweise durch eine Feder vorgespannt ist und der sich bei Öffnen der Kabelraumabdeckung selbsttätig verschiebt und dadurch signalisiert, dass sich die Kabelraumabdeckung in ihrer Wartungsposition befindet. Weiterhin kann die Abfrageeinrichtung einen Schieber oder Hebel oder dergleichen umfassen, mit dem detektiert wird, ob der Erdungsschalter in seine Offenstellung gebracht werden kann. Eine solche Detektion kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass abgefragt wird, ob ein Freigabeelement betätigt worden ist, das für eine Betätigung des Erdungsschalters betätigt sein muss, wenn der Erdungsschalter von seiner geschlossenen Stellung in seine offene Stellung geschaltet werden soll. Ein solches Freigabeelement kann beispielsweise ein Abfrageschieber sein, mit dem normalerweise ein Sperrschieber geöffnet wird, um das Einstecken einer Kurbel zum Betätigen des Erdungsschalters zu ermöglichen. Die Abfrageeinrichtung kann in einem solchen Fall detektieren, ob der Abfrageschieber betätigt und damit die Einstecköffnung für den Erdungsschalter geöffnet worden ist, so dass bereits im Vorfeld festgestellt werden kann, ob ein Öffnen des Erdungsschalters u.U. folgen könnte. Bei dieser Ausführungsvariante wird bereits vor einem tatsächlichen Öffnen des Erdungsschalters detektiert, dass das Öffnen des Erdungsschalters kurz bevorstehen könnte, woraufhin der Sicherheitsmechanismus aktiviert werden kann, um ein Schließen des Trennschalters zu verhindern.
-
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Sicherheitsmechanismus so ausgebildet sein, dass dieser deaktiviert ist, wenn keine oder nur eine der beiden folgenden Bedingungen erfüllt ist: a) die Kabelraumabdeckung befindet sich in ihrer Wartungsposition; b) der Erdungsschalter ist geöffnet. Alternativ kann der Sicherheitsmechanismus deaktiviert sein, wenn keine oder nur eine der beiden folgenden Bedingungen erfüllt ist: a) die Kabelraumabdeckung befindet sich in ihrer Wartungsposition; b) es ist eine Freigabe erfolgt, derart, dass der Erdungsschalter in seine Offenstellung gebracht werden kann. Bei diesen Ausführungsformen wird der Sicherheitsmechanismus dann nicht aktiv, wenn beispielsweise die Kabelraumabdeckung zwar zu Wartungszwecken geöffnet ist, sich jedoch der Erdungsschalter in seiner geschlossenen Position befindet. Auch wird der Sicherheitsmechanismus nicht aktiv, wenn beispielsweise eine Freigabe erfolgt ist, dass der Erdungsschalter in seine Offenstellung gebracht werden kann, jedoch die Kabelraumabdeckung geschlossen ist.
-
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht der Sicherheitsmechanismus ausschließlich aus mechanischen Stellelementen und umfasst insbesondere zumindest einen Schieber und/oder Hebel. Durch eine solche rein mechanische Ausbildung des Sicherheitsmechanismus ist für eine hohe Zuverlässigkeit gesorgt. In gleicher Weise können keine Probleme mit elektrischen, elektromechanischen oder elektromagnetischen Bauteilen auftreten, wenn die Abfrageeinrichtung ausschließlich aus mechanischen Stellelementen besteht und insbesondere einen Schieber und/oder Hebel umfasst.
-
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
-
Die Figur zeigt eine vereinfacht dargestellte Draufsicht auf ein Schaltfeld einer Schaltanlage.
-
Das in der Figur dargestellte Schaltfeld umfasst einen Niederspannungsschrank 10, ein Leistungsschaltermodul 12 und einen darunterliegenden Kabelraum 14, die auf bekannte Weise übereinander angeordnet sind. Auf einem Bedientableau 16 sind einzelne Elemente wie Schaltstellungsanzeige, Abfragehebel oder Kurbeleinstecköffnungen optisch zusammengeführt und in einem Blindschaltbild integriert. In der folgenden Beschreibung wird deshalb der Einfachheit halber auf die auf dem Bedientableau 16 dargestellten Komponenten des Schaltfeldes Bezug genommen, wobei hiermit gleichzeitig die in dem Schaltfeld tatsächlich vorhandenen, jedoch in der Figur nicht immer sichtbaren Komponenten gemeint sind.
-
Das erfindungsgemäße Schaltfeld umfasst einen Sammelschienenanschluss 20 und einen (im Kabelraum angeordneten) Kabelanschluss 22, wobei zwischen dem Sammelschienenanschluss 20 und dem Kabelanschluss 22 ein Trennschalter 24 und ein Leistungsschalter 26 in Serie geschaltet sind. Ausgehend von dem Sammelschienenanschluss 20 ist zunächst der Trennschalter 24 und anschließend der Leistungsschalter 26 vorgesehen, der eine Verbindung zu dem Kabelanschluss 22 trennen kann.
-
Die Verbindung zwischen dem Trennschalter 24 und dem Leistungsschalter 26 ist über einen Erdungsschalter 28 an einen Erdanschluss 30 angeschlossen, wobei die Verbindung zwischen Trennschalter und Leistungsschalter von dem Erdanschluss 30 getrennt ist, wenn sich der Erdungsschalter in einer (in der Figur nicht dargestellten) Offenstellung befindet.
-
Die Figur zeigt weiterhin eine Einstecköffnung 32 für eine Betätigungskurbel des Erdungsschalters 28 sowie eine Einstecköffnung 34 für eine Betätigungskurbel des Trennschalters 24. Weiterhin ist ein Abfrageschieber 36 erkennbar, der manuell nach oben geschoben werden muss, um einen Schieber zu betätigen, der die Einstecköffnung 32 des Erdungsschalters 28 versperrt und der nach unten bewegt werden muss, um einen Schieber zu betätigen, der die Einstecköffnung des Trennschalters 24 blockiert.
-
Weiterhin zeigt die Figur eine Einstecköffnung 40 zum Spannen eines Federspeichers des Leistungsschalters 26 sowie einen Schieber 42, mit dem eine Kabelraumabdeckung 18 entriegelt werden kann, die in ihrer dargestellten Betriebsposition den Kabelraum 14 für einen Zugang von außen verschließt. Nach Entriegeln der Kabelraumabdeckung 18 durch Betätigen des Schiebers 42 kann die Kabelraumabdeckung 18 aus ihrer dargestellten Betriebsposition in eine Wartungsposition überführt werden, in der von außen ein Zugang in den Kabelraum 14 möglich ist. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Kabelraumabdeckung 18 vollständig abgenommen wird oder aber durch Verschwenken oder Aufklappen geöffnet wird.
-
Nach einer Option wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach Entriegelung der Kabelraumabdeckung 18 durch den Schieber 40 eine Betätigung des Erdungsschalters 28 mechanisch und elektrisch unterbrochen und der Schieber 42 kann nach Öffnen der Kabelraumabdeckung 18 nicht mehr ohne Weiteres nach unten gedrückt werden, d.h. der Erdungsschalter 28 bleibt verriegelt. Nachdem die Kabelraumabdeckung 18 wieder in ihre Betriebsposition gebracht ist, kann der Verriegelungsschieber 40 wieder nach unten gedrückt werden, so dass der Erdungsschalter 28 mechanisch und elektrisch ausgeschaltet werden kann.
-
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist erfindungsgemäß ein stromlos betriebener Sicherheitsmechanismus vorgesehen, der aktiviert wird, wenn sich die Kabelraumabdeckung 18 in ihrer Wartungsposition befindet und wenn gleichzeitig der Erdungsschalter 28 nicht geschlossen ist, wobei der Sicherheitsmechanismus nach Aktivierung ein Schließen des Trennschalters 24 verhindert. Hierzu sind in dem Schaltfeld Schieber und Hebel vorgesehen, die einerseits mit dem Schieber 42 zum Verriegeln und Entriegeln der Kabelraumabdeckung 18 und andererseits mit dem Abfrageschieber 36 gekoppelt sind, der für eine Freigabe der Einstecköffnungen 34 und 32 sorgt. Hierdurch kann rein mechanisch festgestellt werden, ob die Kabelraumabdeckung 18 geöffnet ist und wenn dies der Fall ist und gleichzeitig der Abfrageschieber 36 nach oben bewegt wird, um die Einstecköffnung 32 des Erdungsschalters 28 freizugeben, wird eine Bewegung des Abfrageschiebers 36 nach unten blockiert, so dass die Einstecköffnung 34 des Trennschalters 24 nicht geöffnet werden kann, so dass eine versehentliche Betätigung des Trennschalters 24 ausgeschlossen ist. Die Blockade wird erst dann wieder aufgehoben, wenn sich die Kabelraumabdeckung 18 in ihrer dargestellten Betriebsposition befindet und gleichzeitig der Erdungsschalter 28, so wie in der Figur dargestellt, geschlossen ist. Erst dann kann der Abfrageschieber 36 nach unten gedrückt werden, um die Einstecköffnung 34 des Trennschalters 24 freizugeben.
-
Es sei darauf hingewiesen, dass das vorstehend beschriebene Schaltfeld nur eine von mehreren möglichen Ausführungsformen ist und dass die erfindungsgemäße Lösung in gleicher Weise bei anders bestückten Schaltfeldern Anwendung finden kann. So könnte beispielsweise zwischen Sammelschiene und Kabelanschluss eine Serienschaltung eines Trennschalters und eines Leistungsschalters vorgesehen sein, wobei zwischen Kabelanschluss und Leistungsschalter der Erdungsschalter angeordnet ist. Auch ist es möglich, an den Sammelschienenanschluss zunächst einen Leistungsschalter anzuschließen, der dann über einen Dreistellungsschalter mit dem Kabelanschluss verbunden werden kann, wobei der Dreistellungsschalter von einer Mittelstellung entweder auf den Leistungsschalter oder aber auch den Erdanschluss geschaltet werden kann.
-
Nach einer weiteren Ausführungsform kann zwischen Sammelschiene und Kabelanschluss ein einziger Dreistellungsschalter vorgesehen sein, der den Kabelanschluss ausgehend von einer Mittelstellung entweder mit dem Erdanschluss oder aber mit der Sammelschiene verbindet.
