DE102016202057A1

DE102016202057A1 - Schaltanlage

Info

Publication number: DE102016202057A1
Application number: DE102016202057.9A
Authority: DE
Inventors: Stefan Beutel; Andreas Kleinschmidt; Mark Kuschel; Nazmir Presser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2016-02-11
Filing date: 2016-02-11
Publication date: 2017-08-17
Also published as: CN108604784B; WO2017137199A1; CN108604784A; EP3391486A1

Abstract

Eine Schaltanlage weist ein Sammelschienenkapselungsmodul (1, 2, 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘) auf. Das Sammelschienenkapselungsmodul (1, 2, 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘) dient einem Verbinden mehrerer Schaltfelder einer Schaltanlage. Das Sammelschienenkapselungsmodul (1, 2, 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘) erstreckt sich dabei im Wesentlichen in einer Querrichtung, wobei das Sammelschienenkapselungsmodul (1, 2, 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘) von einem sich im Wesentlichen in einer Hochachse erstreckenden Stammkapselungsmodul (4, 4a, 9, 9a) getragen ist. Am Stammkapselungsmodul (4, 4a, 9, 9a) ist mantelseitig ein Abzweig angeordnet, welcher sowohl zur Hochachse des Stammkapselungsmodules (4, 4a, 9, 9a) als auch zur Querrichtung im Wesentlichen lotrecht ausgerichtet ist und an welchem das Sammelschienenkapselungsmodul (1, 2, 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘) abgestützt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltanlage aufweisend ein Sammelschienenkapselungsmodul, welches zum Verbinden mehrerer Schaltfelder der Schaltanlage sich im Wesentlichen in einer Querrichtung erstreckt und von einem sich im Wesentlichen in Richtung einer Hochachse erstreckenden Stammkapselungsmodul getragen ist.
Eine derartige Schaltanlage ist beispielsweise aus der internationalen Veröffentlichung WO 2012/065630 A1 bekannt. Dort ist eine Schaltanlage mit einem Sammelschienenkapselungsmodul ausgestattet, welches einem Verbinden mehrerer Schaltfelder der Schaltanlage dient. Dabei erstreckt sich das Sammelschienenkapselungsmodul in eine Querrichtung. Zur Stützung des Sammelschienenkapselungsmoduls ist die Verwendung eines im Wesentlichen in Richtung einer Hochachse verlaufenden Stammkapselungsmoduls vorgesehen. Um mehrere Sammelschienenkapselungsmodule zueinander gestaffelt anzuordnen, sind verschiedenartig gekrümmte, im Wesentlichen T-förmige Gehäusebausteine vorgesehen. Zusätzlich sind T-förmige Gehäusebausteine mit einem L-förmig gekrümmten Ansatz ausgestattet, um ein Verschwenken zu erzielen. Dies hat zur Folge, dass verschiedenartig geformte T-förmige Gehäusebausteine Verwendung finden müssen, um die Sammelschienenkapselungsmodule relativ zueinander auszurichten.
Entsprechend ergibt sich als Aufgabe der Erfindung, eine Schaltanlage anzugeben, welche mit einer reduzierten Anzahl von einfach strukturierten Modulen bzw. Baugruppen eine hohe Variabilität im Schaltanlagenaufbau ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer Schaltanlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass am Stammkapselungsmodul mantelseitig ein Abzweig angeordnet ist, welcher sowohl zu der Hochachse des Stammkapselungsmoduls als auch zur Querrichtung im Wesentlichen lotrecht ausgerichtet ist und an welchem das Sammelschienenkapselungsmodul abgestützt ist.
Eine Schaltanlage dient einem Herstellen bzw. Auftrennen von Schaltzuständen, wobei mehrere Schaltfelder über zumindest ein Sammelschienenkapselungsmodul miteinander verbunden bzw. elektrisch verschaltbar sind. Die Schaltfelder fungieren als Zu- bzw. Abgänge des Sammelschienenkapselungsmoduls, so dass über das Sammelschienenkapselungsmodul verschiedene Schaltfelder miteinander elektrisch verschaltet werden können oder voneinander elektrisch getrennt werden können. Die Schaltfelder können bevorzugt nach Art von Zinken im Wesentlichen quer zu einem Sammelschienenkapselungsmodul (bzw. zur Querrichtung) angeordnet sein. Ein typisches Schaltfeld einer Schaltanlage weist meist einen Leistungsschalter mit einer Unterbrechereinheit auf, wobei der Leistungsschalter mit einer ersten Anschlussseite mit dem Sammelschienenkapselungsmodul verbunden ist und mit einer zweiten Anschlussseite beispielsweise mit einer Anschlussleitung, einem Anschlusskabel, einem Generator etc. verbunden ist. Um verschiedene Schaltzustände zu erzielen, kann vorgesehen sein, dass an der zweiten Anschlussseite des Leistungsschalters zusätzlich eine Trennschalteinrichtung und/oder eine Erdungseinrichtung angeordnet ist, um ein Abtrennen bzw. Erden einer sich an der zweiten Anschlussseite anschließenden Anschlussleitung etc. zu ermöglichen. Analog kann auf der ersten Anschlussseite des Leistungsschalters die Positionierung eines Trennschalters bzw. eines Erdungsschalters vorgesehen sein, um ein elektrisches Abtrennen eines sich anschließenden Sammelschienenkapselungsmoduls bzw. ein Erden auch dort vorzusehen. Zumindest eine, insbesondere beide Anschlussseiten können durch ein Stammkapselungsmodul ausgebildet sein. Ein Stammkapselungsmodul ist bevorzugt in/an einem Schaltfeld angeordnet. Insbesondere kann ein Stammkapselungsmodul an einem Leistungsschalter, insbesondere an einem Kapselungsgehäuse des Leistungsschalters angeordnet, insbesondere abgestützt sein.
Um eine Überwachung eines Schaltfeldes vorzunehmen, können weiterhin Messwandler im Schaltfeld angeordnet sein. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Strommesswandler oder einen Spannungsmesswandler handeln. Bevorzugt sollten Spannungsmesswandler auf der zweiten Anschlussseite des Leistungsschalters angeordnet sein, um das elektrische Potential einer Anschlussleitung, eines angeschlossenen Transformators etc. messen zu können. Weiterhin können Strommesswandler sowohl an der ersten Anschlussseite als auch an der zweiten Anschlussseite des Leistungsschalters vorgesehen sein. Bevorzugt kann ein Messwandler an/in ein Messwandlerkapselungsgehäuse des Schaltfeldes integriert werden, welches einem Verbinden des Leistungsschalters mit einem Sammelschienenkapselungsmodul bzw. einer Anschlussleitung etc. dient. Ein Messwandlerkapselungsgehäuse weist dabei ein Kapselungsgehäuse auf. Das Messwandlerkapselungsgehäuse kann Teil eines Stammkapselungsmoduls sein
Ein Schaltfeld weist zumindest ein, insbesondere mehrere Kapselungsgehäuse auf. Die Kapselungsgehäuse sind miteinander mechanisch gekoppelt.
Ein Kapselungsgehäuse umschließt im Inneren einen Phasenleiter, der einer Führung eines elektrischen Stromes dient. Der Phasenleiter kann durch eine Isolieranordnung von dem Kapselungsgehäuse beabstandet gehalten und elektrisch isoliert sein. Ein Kapselungsgehäuse kann einen Phasenleiter dabei hermetisch einhausen, so dass das Innere des Kapselungsgehäuses mit einem elektrisch isolierenden Medium befüllt sein kann.
Ein Stammkapselungsmodul wirkt als Mast, um ein Sammelschienenkapselungsmodul beabstandet zu halten. Für ein Stammkapselungsmodul, welches sich im Wesentlichen in einer Hochachse erstreckt, können vorteilhaft im Wesentlichen zylindrische Strukturen, insbesondere Kapselungsgehäuse verwendet werden.
Beispielsweise kann ein Teil des Stammkapselungsmoduls durch einen Strommesswandler bzw. ein Messwandlerkapselungsgehäuse zur Verfügung gestellt werden. Das Stammkapselungsmodul kann sich dabei im Wesentlichen rohrförmig entlang einer Vertikalen erstrecken, wobei ein Abzweig zum Abstützen des Sammelschienenmoduls mantelseitig an dem Stammkapselungsmodul angeordnet sein kann. Das Stammkapselungsmodul kann mehrere, insbesondere miteinander verflanschte Kapselungsgehäuse aufweisen. Eine lotrechte Ausrichtung des Abzweiges sowohl zur Hochachse als auch zur Querachse bezieht sich dabei auf eine Durchtrittsrichtung eines im Inneren der Kapselungsgehäuse bzw. des Abzweigs angeordneten Phasenleiters. So verläuft ein Phasenleiter des Sammelschienenkapselungsmoduls im Wesentlichen in Querrichtung, wohingegen im Stammkapselungsmodul befindliche Abschnitte des Phasenleiters im Wesentlichen längs der Hochachse verlaufen. Entsprechend bezieht sich eine Ausrichtung des Abzweiges des Stammkapselungsmoduls mantelseitig lotrecht zur Querrichtung und im Wesentlichen lotrecht zur Hochachse auf den Verlauf eines Phasenleiters in dem Abzweig. Die Lage kann beispielsweise einer Flanschachse eines den Abzweig bildenden Flansches bzw. Flanschstutzens entsprechen.
Bei einer Ausgestaltung der Schaltanlage mit Flanschen, beispielsweise Schraub-, Schweiß-, Klemmflanschen usw., weisen Kapselungsgehäuse Flansche auf, um miteinander verbindbar zu sein. Ein Kapselungsmodul weist zumindest ein Kapselungsgehäuse auf. So ist beispielsweise bei der Verwendung von Schweiß- oder Schraubflanschen die Flanschebene im Wesentlichen quer, insbesondere im Wesentlichen lotrecht zur Flanschachse ausgerichtet. Ein den Flansch durchsetzender Phasenleiter verläuft dabei im Wesentlichen in Richtung der Flanschachse.
Durch die Verwendung einer mantelseitigen Position eines Abzweiges besteht weiterhin die Möglichkeit, ausgehend von dem Stammkapselungsmodul einen oder mehrere Abzweige fortragen zu lassen, um ein Sammelschienenkapselungsmodul abzustützen. Ein Abzweig kann beispielsweise in Form eines Flansches bzw. eines Flanschstutzens ausgeführt sein. Bevorzugt können auch zwei entgegengesetzt ausgerichtete und dabei fluchtende Abzweige an einem Stammkapselungsmodul angeordnet sein, so dass beispielsweise ein erstes und ein zweites Sammelschienenkapselungsmodul beiderseits (insbesondere mantelseitig) des Stammkapselungsmoduls abgestützt sein können. Ein stirnseitiger Bereich (bezogen auf die Hochachse) des Stammkapselungsmoduls kann dazu genutzt werden, um dort weitere Baugruppen, beispielsweise einen Erdungsschalter, einen Messwandler oder ähnliches zu positionieren. Im Gegensatz zu komplex gekrümmten Modulen, wie aus dem Stand der Technik bekannt, kann nunmehr mit relativ einfachen Modulen/Bausteinen eine zumindest gleichwertige Variabilität hinsichtlich des Aufbaus einer Schaltanlage gewährleistet werden. Gegebenenfalls können sogar Gleichteile zum Einsatz kommen, wodurch der Logistikaufwand für den Aufbau einer Schaltanlage reduziert werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Abzweig durch einen Kreuzbaustein des Stammkapselungsmoduls gebildet ist.
Ein Kreuzbaustein ist ein Baustein, welcher ein Kapselungsgehäuse aufweist. Ein Kreuzbaustein weist dabei in der Regel kreuzartig angeordnete Abzweige, insbesondere Flanschstutzen auf, die bevorzugt in einer Ebene liegen und lotrecht zueinander ausgerichtet sind, wobei jeweils zwei einander gegenüberliegende Flansche bevorzugt fluchtend ausgerichtet sind. Mittels des Kreuzbausteins besteht die Möglichkeit, sowohl mantelseitig, insbesondere fluchtend gegenüberliegend einen ersten Abzweig sowie einen zweiten Abzweig am Stammkapselungsmodul auszubilden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, fluchtend zur Hochachse des Stammkapselungsmoduls stirnseitg eine zusätzliche Anschlussmöglichkeit vorzusehen, um dort beispielsweise einen Erdungsschalter, einen Messwandler oder ähnliches zu positionieren und diesen insbesondere dort anzuflanschen.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Sammelschienenkapselungsmodul am Kreuzbaustein abgestützt ist.
Ein Kreuzbaustein weist eine Vielzahl von Abzweigen bzw. Flanschen auf, so dass ein variables Positionieren eines am Kreuzbaustein abzustützenden Sammelschienenkapselungsmoduls möglich ist. Der Kreuzbaustein kann dabei als Teil eines Stammkapselungsmoduls fungieren. Das Sammelschienenkapselungsmodul kann zumindest teilweise an dem Kreuzbaustein abgestützt sein.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Sammelschienenkapselungsmodul mittelbar unter Zwischenanordnung eines weiteren Kreuzbausteins an dem Abzweig des Stammkapselungsmoduls abgestützt ist.
Neben einem unmittelbaren Anflanschen des Sammelschienenkapselungsmoduls an einen Abzweig des Stammkapselungsmoduls kann auch vorgesehen sein, dass eine Abstützung des Sammelschienenkapselungsmoduls mittelbar unter Zwischenanordnung zumindest eines weiteren Kreuzbausteines vorgenommen wird. Durch die Anordnung eines weiteren Kreuzbausteins unmittelbar oder mittelbar an dem Abzweig ist die Möglichkeit gegeben, die Lage eines Sammelschienenkapselungsmoduls zu variieren. So ist es beispielsweise möglich, das Sammelschienenkapselungsmodul durch Verwendung des weiteren Kreuzbausteins fluchtend beabstandet zum Abzweig abzustützen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Sammelschienenkapselungsmodul unter Nutzung des weiteren Kreuzbausteins lateral versetzt zur Ausrichtung des Abzweiges gelagert wird. Insbesondere bei einem lateralen Versatz besteht die Möglichkeit, das Sammelschienenkapselungsmodul in ungenutzte Zwickelräume der Schaltanlage hineinragen zu lassen.
Des Weiteren besteht durch die Verwendung des weiteren Kreuzbausteins die Möglichkeit, neben einem lateralen Versatz der Position des Sammelschienenkapselungsmoduls auch ein Verschwenken vorzunehmen, indem beispielsweise Abzweige des Kreuzbausteins des Stammkapselungsmoduls sowie des weiteren Kreuzbausteins sich beispielsweise in unterschiedlichen Ebenen erstrecken.
Durch die Nutzung eines weiteren Kreuzbausteines besteht weiter die Möglichkeit, einen im Inneren des Kreuzbausteines zur Verfügung stehenden Raum beispielsweise zur Aufnahme einer elektrischen Schalteinrichtung zu nutzen. Dies ist insbesondere bei der Nutzung von passiven Sammelschienenkapselungsmodulen von Vorteil, bei welchen das Sammelschienenkapselungsmodul bzw. dessen Kapselungsgehäuse selbst von einer Schalteinrichtung freigehalten wird.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein weiterer Kreuzbaustein einen Abschnitt des Sammelschienenkapselungsmoduls bildet.
Unabhängig von der Positionierung des weiteren Kreuzbausteins kann dieser selbst einen Abschnitt des Sammelschienenkapselungsmoduls bilden. Das heißt, der Kreuzbaustein bildet einen Teil eines Kapselungsgehäuses des Sammelschienenkapselungsmoduls. Der weitere Kreuzbaustein ist Teil des Sammelschienenzuges des Sammelschienenkapselungsmoduls, wohingegen bei einer Abstützung des Sammelschienenkapselungsmoduls unter Zwischenschaltung eines weiteren Kreuzbausteins dieser weitere Kreuzbaustein lediglich die Funktion einer Verlängerung/Verlagerung des Abzweiges des Stammkapselungsmoduls bildet.
Eine Integration des weiteren Kreuzbausteins in das Sammelschienenkapselungsmodul ermöglicht es, auf die Verwendung eines Kreuzbausteins zu verzichten, welcher ausschließlich einer Umleitung, Verlängerung eines Abzweiges zum Sammelschienenkapselungsmodul dient. Vielmehr kann hier ein Anschließen des Sammelschienenkapselungsmoduls an einen Abzweig des Stammkapselungsmoduls mittels ein und desselben Kreuzbausteins erfolgen. Der weitere Kreuzbaustein ist Teil des Sammelschienenkapselungsmoduls. Bei einer Anordnung einer Schalteinrichtung im weiteren Kapselungsbaustein (also im Kapselungsgehäuse des Sammelschienenkapselungsmoduls) ist ein sogenanntes aktives Sammelschienenkapselungsmodul gebildet.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die kreuzartig fortragenden Abzweige des Kreuzbausteins des Stammkapselungsmoduls sowie eines weiteren Kreuzbausteins, an welchem das Sammelschienenkapselungsmodul angesetzt ist, jeweils im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind.
Kreuzartig fortragende Abzweige (z. B. Flansche, Flanschstutzen) eines Kreuzbausteins dienen im Wesentlichen dazu, längs einander im Wesentlichen kreuzender Achsen Anschlussmöglichkeiten an dem Kreuzbaustein vorzusehen. Ordnet man nunmehr die Abzweige des Kreuzbausteins des Stammkapselungsmoduls sowie die Abzweige des weiteren Kreuzbausteins im Wesentlichen in einer Ebene an, so kann in einer Ebene ein Fortleiten, Umlenken und Anschließen des Sammelschienenkapselungsmoduls an das Stammkapselungsmodul erfolgen. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn beengte Platzverhältnisse auftreten. Insbesondere bei der Verwendung eines Sammelschienenkapselungsmoduls, welches eine gemeinsame (mehrphasige/ mehrpolige) Kapselung von mehreren Phasenleitern vorsieht, können fluchtend zur Querrichtung baugleiche Stammkapselungsmodule für mehrere Phasen jeweils aufeinander folgend im Wesentlichen deckungsgleich ausgerichtet werden. Somit besteht in einfacher Form die Möglichkeit, gleichartige Anschlussmöglichkeiten im Schaltfeld zu schaffen, um aus einem mehrphasig gekapselten Sammelschienenkapselungsmodul einen Übergang auf ein/mehrere einphasig gekapselte(s) Stammkapselungsmodul(e) zu schaffen. Entsprechend können gleichartige Module verwendet werden, die fluchtend zueinander ausgerichtet sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Kreuzbaustein des Stammkapselungsmoduls sowie ein weiterer Kreuzbaustein, welcher Teil des Sammelschienenkapselungsmoduls ist, ihre kreuzartig liegenden Abzweige jeweils in einer Ebene abstrecken, wobei die beiden Ebenen einander schneiden, insbesondere lotrecht zueinander liegen.
Durch die Nutzung mehrerer Kreuzbausteine, deren Abzweige sich jeweils in einer Ebene erstrecken, wobei die beiden Ebenen der mehreren Kreuzbausteine einander schneiden, ist die Möglichkeit gegeben, Kreuzbausteine miteinander zu koppeln und eine Integration eines weiteren Kreuzbausteines als einen Abschnitt des Sammelschienenkapselungsmoduls bei einer im Wesentlichen lotrechten Lage der Ebenen zueinander vorzunehmen. So können Abzweige des weiteren Kreuzbausteines einen Teil des Kapselungsgehäuses eines Sammelschienenkapselungsmoduls ausbilden, wobei deren Flanschachsen insbesondere in Querrichtung ausgerichtet sein können, so dass ein im Inneren angeordneter Phasenleiter in Querrichtung durch den Kreuzbaustein verläuft. Eine derartige Lage der Kreuzbausteine zueinander bietet insbesondere Vorteile, wenn das Sammelschienenkapselungsmodul eine einphasige (einpolige) Kapselung eines Phasenleiters aufweist, so dass von dem einen Phasenleiter innerhalb eines Sammelschienenkapselungsmoduls ein Anschluss über den weiteren Kreuzbaustein hin zu dem Stammkapselungsmodul erfolgen kann. Weiterhin ist die Möglichkeit gegeben, auch eine in Richtung der Hochachse vorgesehene Beabstandung mehrerer Sammelschienenkapselungsmodule, die jeweils einphasig isoliert sind, vorzunehmen. Stammkapselungsmodule, welche in Querrichtung aufeinander abfolgen, können jeweils in verschiedenen Ebenen verschiedene Sammelschienenkapselungsmodule tragen, welche bevorzugt im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Abzweige zum Tragen der Kapselungsmodule können in Richtung der Hochachse versetzt zueinander an den verschiedenen Stammkapselungsmodulen angeordnet sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Kreuzbaustein mehrere Flanschstutzen aufweist, von denen zumindest einer eine abweichende Stutzenlänge aufweist.
Ein Kreuzbaustein weist ein Kapselungsgehäuse auf, welches mehrere Flanschstutzen aufweist, über welche der Kreuzbaustein mit weiteren Flanschstutzen verflanschbar ist. Die Flanschstutzen sind dabei im Wesentlichen strahlenförmig zueinander angeordnet, wobei bevorzugt eine orthogonale Lage der einzelnen Flanschstutzen zueinander vorgesehen sein sollte. Bevorzugt liegen die Flanschstutzen eines Kreuzbausteins dabei in einer Ebene, so dass bevorzugt zumindest ein Paar, insbesondere mehrere, insbesondere zwei Paare von Flanschstutzen einander fluchtend gegenüberliegen und die jeweiligen Fluchtachsen bevorzugt einander kreuzen. Vorteilhafterweise kann dabei einer der Flanschstutzen gegenüber den anderen Flanschstutzen eine abweichende Stutzenlänge aufweisen, wodurch bevorzugt ein symmetrischer Kreuzbaustein entlang einer Fluchtachse gebildet ist, wobei diese Symmetrie jedoch lediglich bezüglich einer Fluchtachse vorliegt, welche durch den Stutzen mit abweichender Stutzenlänge verläuft.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Kreuzbaustein vier kreuzartig angeordnete Flanschstutzen aufweist, von denen ein Flanschstutzen eine gegenüber den anderen Flanschstutzen abweichende Stutzenlänge aufweist.
Ein Abweichen der Stutzenlänge eines der Flanschstutzen von vier Flanschstutzen, insbesondere eine Verlängerung gegenüber der Länge der verbleibenden, insbesondere gleich langen Flanschstutzen, weist den Vorteil auf, dass durch den Flanschstutzen abweichender Stutzenlänge ein Basisflanschstutzen gebildet ist, von welchem ausgehend die weiteren drei Flanschstutzen sich gleichartig erstrecken. Durch eine Verwendung eines derartig bezüglich einer Fluchtachse von Flanschstutzen asymmetrisch ausgestalteten und bezüglich einer anderen Fluchtachse von Flanschstutzen symmetrisch ausgestalteten Kreuzbausteins ist weiterhin die Möglichkeit gegeben, verschiedenartige Ausgleiche bzw. Höhenvariationen durch eine Auswahl und Verwendung des Flanschstutzens abweichender Stutzenlänge vorzunehmen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Kreuzbausteine gleichartige Hüllkonturen aufweisen.
Die Verwendung von gleichartigen Kreuzbausteinen, die eine gleichartige Hüllkontur aufweisen, ermöglicht die Reduzierung der Anzahl verschiedener Kapselungsgehäuse. Weiterhin ist insbesondere bei der Verwendung eines Kreuzbausteins mit einem Stutzen abweichender Stutzenlänge die Möglichkeit gegeben, eine bei einer Verflanschung zweier Kreuzbausteine unterschiedliche Lagen der jeweiligen Flanschstutzen abweichender Stutzenlänge relativ zueinander vorzusehen. Eine gleichartige Hüllkontur bezieht sich im Wesentlichen auf die durch die Flanschstutzen definierten Schnittstellen am Kreuzbaustein. Das heißt, auch bei einer Varianz in der Ausgestaltung der Kreuzbausteine an sich sollte bei gleichartigen Hüllkonturen die Position der durch die Flanschstutzen gebildeten Schnittstellen erhalten bleiben. Somit kann auch bei einem Abweichen der Ausgestaltung der Kreuzbausteine im Detail untereinander eine gleichartige Hüllkontur aufrecht erhalten werden, wodurch die Kreuzbausteine untereinander modular ausgetauscht werden können, und eine Art Baukastensystem entstehen kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass zumindest eines der Module (bzw. ein Kapselungsgehäuse) mit einem elektrisch isolierenden Fluid gefüllt ist.
Durch ein Befüllen zumindest eines, insbesondere mehrerer Module/Kapselungsgehäuse der Schaltanlage mit einem elektrisch isolierenden Fluid ist die Möglichkeit gegeben, innerhalb der Module eine elektrische Isolation von Phasenleitern, beispielsweise einen Abschnitt eines Phasenleiters im Sammelschienenkapselungsmodul, einen Abschnitt eines Phasenleiters im Stammkapselungsmodul oder einen Abschnitt des Phasenleiters innerhalb eines Kreuzbausteins sicherzustellen. Bei einer fluiddichten Ausgestaltung der einzelnen Module bzw. Bausteine ist es möglich, ein Verflüchtigen des Fluides zu verhindern, gegebenenfalls können die Module bzw. deren Kapselungsgehäuse als Druckbehälter ausgebildet sein, so dass ein Fluid auch unter Überdruck gesetzt werden kann. Geeignete Fluide können beispielsweise gasförmig oder flüssig vorliegen, wobei sich hierbei insbesondere Fluide mit Fluorkomponenten als vorteilhaft erwiesen haben, da diese neben guten Isoliereigenschaften auch gute Löscheigenschaften, beispielsweise beim Auftreten von Lichtbögen infolge von Schalthandlungen oder Störungen, aufweisen. Als fluoridhaltige Fluide können beispielsweise Schwefelhexafluorid, Fluornitrile oder Fluorketone oder weitere fluorhaltige organische Verbindungen Verwendung finden. Neben der Nutzung von fluorhaltigen Fluiden ist eine Verwendung von alternativen elektrisch isolierenden Fluiden möglich, die beispielsweise auf Stickstoffbasis oder Kohlendioxidbasis oder Clean Air usw. eine ausreichende Isolationsfestigkeit gewährleisten.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass innerhalb eines Kreuzbausteins eine Schaltstrecke einer Schalteinrichtung angeordnet ist.
Ein Kreuzbaustein kann in seinem Inneren neben einem Positionieren und einem elektrischen Isolieren eines Phasenleiters auch eine Schaltstrecke einer Schalteinrichtung aufweisen. Eine derartige Schalteinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass beispielsweise relativ zueinander bewegbare Kontaktstücke eine Schaltstrecke öffnen bzw. schließen können. Eine derartige Schalteinrichtung kann beispielsweise einen Phasenleiter unterbrechen, bzw. diesen herstellen. Des Weiteren kann eine Schalteinrichtung auch dazu vorgesehen sein, einen Phasenleiterzug zwangsweise mit einem vorbelegten elektrischen Potential, beispielsweise aus Sicherheitsgründen, zu beaufschlagen. An/in einem Kreuzbaustein können auch mehrere Schalteinrichtungen angeordnet sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Schalteinrichtung ein Trennschalter ist.
Ein Trennschalter ist eine Schalteinrichtung, welche dazu dient, einen Phasenleiterzug aufzutrennen bzw. zu schließen. Dabei sind Trennschalter derart gestaltet, dass diese stromlos geschaltet werden. So ist ein Trennschalter nicht in der Lage, Betriebsströme zu schalten. Trotz des stromlosen Schaltens, können auch an einer Schalteinrichtung in Form eines Trennschalters Entladungserscheinungen auftreten. Beispielsweise können durch kapazitive Aufladungen Entladeströme auch im stromlosen Zustand über den Trennschalter fließen, wodurch bei einem Auftrennen der Trennstrecke ein Schaltlichtbogen entstehen kann. Durch das elektrisch isolierende Fluid, welches im Inneren eines Kreuzbausteins angeordnet sein kann, kann ein Löschen eines derartigen Schaltlichtbogens an einem Trennschalter unterstützt werden.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Schalteinrichtung ein Erdungsschalter ist.
Ein Erdungsschalter ist eine Schalteinrichtung, welche dazu dient, einen Phasenleiter, welcher innerhalb eines Modules elektrisch isoliert angeordnet ist, bedarfsweise mit Erdpotential zu beaufschlagen. Dies ist beispielsweise dann notwendig, wenn Sicherheitsschaltungen vorzunehmen sind und ein unbeabsichtigtes Unterspannungsetzen eines Phasenleiters unter allen Umständen zu verhindern ist. Der Erdungsschalter ist somit mit einer Schaltstrecke ausgestattet, welche einen Phasenleiter mit Erdpotential verbinden kann. Dabei kann es verschiedene Ausführungen eines Erdungsschalters geben, beispielsweise können so genannte Betriebserder mit langsam laufenden, relativ zueinander bewegbaren Kontaktstücken ausgestattet sein, wohingegen Schnellerder relativ schnell, beispielsweise bei Erkennen eines Fehlerfalles oder bei einem in Kürze bevorstehendem Fehlerfall, eine Erdbeaufschlagung eines Phasenleiters herbeiführen können.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.
Dabei zeigen die
1 eine Seitenansicht in Querrichtung eines Schaltfelds mit einem so genannten passiven Sammelschienenkapselungsmodul, die
2 eine perspektivische Ansicht des aus der 1 bekannten Schaltfeldes, die
3 eine seitliche Ansicht in Querrichtung eines Schaltfeldes mit einem so genannten aktiven Sammelschienenkapselungsmodul, die
4 eine perspektivische Ansicht des aus der 3 bekannten Schaltfeldes, die
5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 Variationen der Anordnung eines Sammelschienenmoduls des aus der 1 bekannten Schaltfeldes, die
13 ein Detail eines aktiven Sammelschienenkapselungsmoduls, die
14 ein Detail eines passiven Sammelschienenkapselungsmoduls, die
15 einen alternativen Abschluss eines Stammkapselungsmoduls und die
16 eine alternative Ausgestaltung eines Kreuzbausteines mit Erdungsschalter nebst angeflanschtem Trennschalter mit Erdungsmöglichkeit.
Das in der 1 gezeigte Schaltfeld weist ein erstes passives Sammelschienenkapselungsmodul 1 sowie ein zweites passives Sammelschienenkapselungsmodul 2 auf. Die Sammelschienenkapselungsmodule 1, 2 weisen jeweils ein im Wesentlichen rohrförmiges Kapselungsgehäuse auf, wobei sich Rohrachsen der Kapelungsgehäuse im Wesentlichen parallel zur Querrichtung erstrecken. Die Rohrachsen der Kapselungsgehäuse des ersten sowie zweiten passiven Sammelschienenkapselungsmoduls 1, 2 sind im Wesentlichen lotrecht zur Zeichenebene der 1 ausgerichtet. Um die beiden Sammelschienenkapselungsmodule 1, 2 zu positionieren, ist an einem Kapselungsgehäuse eines Leistungsschalters 3 ein erstes Stammkapselungsmodul 4 angeflanscht. Dazu ist das Kapselungsgehäuse des Leistungsschalters 3 mit einem entsprechenden Flanschstutzen versehen, auf welchen das erste Stammkapselungsmodul 4 aufgesetzt ist. Dabei ist der Flanschstutzen des Kapselungsgehäuses des Leistungsschalters 3 derart ausgerichtet, dass das im Wesentlichen rohrförmige erste Stammkapselungsmodul 4 entlang einer Hochachse ausgerichtet ist. Entsprechend liegen die Querrichtung sowie die Hochachse im Wesentlichen lotrecht zueinander, wobei die Hochachse in der Zeichenebene der 1 liegt. Das erste Stammkapselungsmodul 4 weist einen ersten Stromwandlerbaustein 5 auf, welcher einem Wandeln eines elektrischen Stromes dient. Unter Zwischenschaltung des ersten Stromwandlerbausteins 5 ist ein Kreuzbaustein 6 mit dem Kapselungsgehäuse 3 des Leistungsschalters verbunden. Der Kreuzbaustein 6 weist einen ersten, einen zweiten und einen dritten sowie einen vierten Flanschstutzen 7a, 7b, 7c, 7d auf. Dabei ist der erste Flanschstutzen 7a mit einer größeren Stutzenlänge versehen als die verbleibenden Flanschstutzen 7b, 7c, 7d. Die Flanschstutzen 7a, 7b, 7c, 7d sind jeweils rechtwinklig zueinander ausgerichtet und erstrecken sich (bzw. deren Flanschachsen) im Wesentlichen in einer Ebene (hier Zeichenebene), so dass jeweils zwei Flanschstutzen 7a, 7c bzw. 7b, 7d axial fluchtend zueinander ausgerichtet sind. Die Flanschstutzen 7a, 7b, 7c, 7d weisen jeweils einen kreisringförmigen Querschnitt auf. Über zwei Flanschstutzen 7b, 7c sind an dem ersten Stammkapselungsmodul 4 mantelseitige Abzweige gebildet, welche fluchtende Flanschachsen aufweisen, die sowohl im Wesentlichen lotrecht zur Hochachse des ersten Stammkapselungsmoduls 4 als auch im Wesentlichen lotrecht zur Querrichtung der passiven Sammelschienenkapselungsmodule 1, 2 ausgerichtet sind. Der Flanschstutzen 7a mit der größeren Stutzenlänge ist fluchtend zur Hochachse des ersten Stammkapselungsmoduls 4 abgewandt vom ersten Stromwandlerbaustein 5 ausgerichtet/angeordnet. An den Abzweigen ist jeweils ein weiterer Kreuzbaustein 8a, 8b angeflanscht. Die weiteren Kreuzbausteine 8a, 8b sind im Wesentlichen baugleich wie der Kreuzbaustein 6 des ersten Stammkapselungsmodules 4 ausgeführt, wobei zumindest deren Hüllkonturen übereinstimmen. Dabei ist bei den weiteren Kreuzbausteinen 8a, 8b der Flanschstutzen 7a mit der verlängerten Stutzenlänge genutzt, um jeweils mit einem als Abzweig dienenden Flanschstutzen 7b, 7d des Kreuzbausteins 6 im ersten Stammkapselungsmodul 4 verflanscht zu werden. Nunmehr sind die verbleibenden Flanschstutzen der weiteren Kreuzbausteine 8a, 8b nutzbar, um Kapselungsgehäuse des ersten bzw. zweiten passiven Sammelschienenkapselungsmoduls 1, 2 zu tragen. Dazu sind die Kapselungsgehäuse vom ersten bzw. zweiten passiven Sammelschienenkapselungsmodul 1, 2 mit entsprechenden mantelseitigen Flanschen ausgestattet, um eine Verbindung mit den weiteren Kreuzbausteinen 8a, 8b herzustellen.
An dem Kapselungsgehäuse des ersten Leistungsschalters 3 ist ein weiterer Flansch angeordnet, an welchem ein zweites Stammkapselungsmodul 9 angesetzt ist. Das zweite Stammkapselungsmodul 9 ist dabei im Wesentlichen gleichartig zum ersten Stammkapselungsmodul 4 aufgebaut und im Wesentlichen parallel ausgerichtet. Das heißt, ein zweiter Stromwandlerbaustein 10 ist mit dem Kapselungsgehäuse des Leistungsschalters 3 verbunden, wobei auf diesem wiederum ein Kreuzbaustein 6 aufgeflanscht ist. Dabei ist die Lage analog zum Kreuzbaustein 6 am ersten Stammkapselungsmodul 4 so gewählt, dass der gegenüber dem gleichartigen Flanschstutzen 7b, 7c, 7d verlängerte Flanschstutzen 7a fluchtend zur Hochachse von dem zweiten Stromwandlerbaustein 10 abgewandt ausgerichtet ist. Entsprechend sind die mantelseitig am zweiten Stammkapselungsmodul 9 befindlichen Abzweige fluchtend zu den mantelseitigen Abzweigen des ersten Stammkapselungsmoduls 4 ausgerichtet. Der Flanschstutzen des Kreuzbausteines 6 des zweiten Stammkapselungsmoduls 9, welcher dem ersten Stammkapselungsmodul 4 zugewandt ist, ist mittels eines Blinddeckels verschlossen. Am fluchtend gegenüberliegenden entgegengesetzt ausgerichteten Abzweig des Kreuzbausteines 6 ist ein verkippter Kreuzbaustein 11 angeordnet, wobei der verkippte Kreuzbaustein 11 an einem Abzweig des zweiten Stammkapselungsmoduls 9 mittels des Flanschstutzens angeflanscht ist, welcher gegenüber dem verbleibenden Flanschstutzen des verkippten Kreuzbausteins 11 eine vergrößerte Stutzenlänge aufweist. Durch die vergrößerte Stutzenlänge kann beispielsweise ein Volumen geschaffen werden, in welchem z. B. eine elektrische Schalteinrichtung, z. B. ein Trennschalter und/oder ein Erdungsschalter untergebracht werden kann/können. Fluchtend zu den mantelseitigen Abzweigen des zweiten Stammkapselungsmoduls 9 ist ein Kabelanschlussmodul 12 am verkippten Kreuzbaustein 11 angeflanscht. Am Kabelanschlussmodul 12 ist wiederum ein Spannungswandler 13 angeflanscht, welcher die elektrische Spannung des mittels des Kabelanschlussmodules 12 anzuschließenden Kabels 14 abbildet.
In der 1 ist ergänzend zu den einzelnen Modulen bzw. Bausteinen, welche Teil eines Moduls sein können, der Verlauf der im Innern der Kapselungsgehäuse befindlichen stromführende Phasenleiter zu erkennen. Sowohl das erste als auch das zweite passive Sammelschienenkapselungsmodul 1, 2 weisen in ihrem Inneren jeweils drei Phasenleiter auf, so dass es sich bei dem ersten sowie dem zweiten passiven Sammelschienenkapselungsmodul jeweils um mehrphasig (mehrpolig) gekapselte Sammelschienenkapselungsmodule handelt. Alternativ kann auch vorgesehen sein, das erste und/oder das zweite passive Sammelschienenkapselungsmodule als einpolige (einphasige) Variante gekapselt auszuführen, so dass innerhalb jeweils eines Kapselungsgehäuses lediglich ein Phasenleiter zur Stromführung angeordnet ist.
Vorliegend ist ausgehend von der mehrpoligen Isolation des ersten bzw. zweiten Sammelschienenkapselungsmoduls 1, 2 eine einpolige Isolation der jeweiligen Phasenleiter innerhalb der weiteren Kreuzbausteine 8a, 8b zur Verbindung mit dem ersten Stammkapselungsmodul 4 und weiter über den Leistungsschalter 3 sowie die zweite Anschlussseite vorgesehen. Ausgehend von jeweils einem der Phasenleiter des ersten bzw. zweiten passiven Sammelschienenkapselungsmoduls 1, 2 ist über einen Trennschalter jeweils im weiteren Kreuzbaustein 8a, 8b ein Abtrennen bzw. Auftrennen des jeweiligen Phasenleiters möglich. Weiter ist in dem Kreuzbaustein 6 des ersten Stammkapselungsmoduls 4 eine Verzweigung des Phasenleiters vorgesehen, so dass eine elektrische Kontaktierung von Phasenleitern sowohl des ersten als auch des zweiten Sammelschienenkapselungsmoduls 1, 2 über den weiteren Verlauf im ersten Stromwandlerbaustein 5 bis zu einer ersten Anschlussseite des Leistungsschalters 3 ermöglicht ist. Innerhalb des Kreuzbausteines 6 ist weiterhin die Möglichkeit gegeben, den Phasenleiter im Verlauf des ersten Stammkapselungsmoduls 4 mittels einer Trennschalteinrichtung zu unterbrechen, so dass die Zweige des Phasenleiters zum ersten bzw. zweiten passiven Sammelschienenkapselungsmodul 1, 2 unterbrochen werden können. Ergänzend kann mittels eines Erdungsschalters eine Erdung des mittels des Trennschalters im Kreuzbaustein 6 abtrennbaren Phasenleiterabschnittes vorgenommen werden.
Der zweite Stromwandlerbaustein 10 weist in seinem Inneren einen Phasenleiter auf, der mit einer zweiten Anschlussseite des Leistungsschalters 3 im Kapselungsgehäuse verbunden ist. Somit ist über eine Unterbrechereinheit des Leistungsschalters 3 im Kapselungsgehäuse ein Verbinden bzw. Auftrennen der elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Phasenleiterabschnitten, welche im ersten bzw. im zweiten Stromwandlerbaustein 5, 10 bzw. im ersten bzw. zweiten Stammkapselungsmodul 4, 9 geführt sind, ermöglicht. Im Kreuzbaustein 6 des zweiten Stammkapselungsmoduls 9 ist im Verlauf des Phasenleiters in Richtung des Kabelanschlussmodules 12 ein Erdungsschalter vorgesehen. Ergänzend ist im liegenden Kreuzbaustein 11 ein Trennschalter vorgesehen, mittels welchem ein elektrisches Abtrennen des Phasenleiters, welcher im Kabelanschlussmodul 12 geführt ist, ermöglicht ist. Weiter ist am verkippten Kreuzbaustein 11 ein Erdungsschalter angeordnet, mittels welchem der Phasenleiter, welcher im Kabelanschlussmodul 12 geführt ist, geerdet werden kann. Über das Kabelanschlussmodul 12 ist es möglich, eine Verbindung des Phasenleiters im Innern der Schaltanlage mit einem Phasenleiter des Kabels 14 vorzunehmen.
Die 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des aus der 1 bekannten Schaltfeldes. Deutlich wird nunmehr, dass zum Anschluss der drei Phasen(leiter), welche in dem ersten bzw. zweiten passiven Sammelschienenkapselungsmodul 1, 2 gemeinsam isoliert angeordnet sind, jeweils eine dreifache Ausführung der in der 1 in der Seitenansicht gezeigten Bauteile und Baugruppen nötig ist. Insbesondere wird auch der axiale fluchtende Versatz von Kapselungsgehäusen, insbesondere der Stammkapselungsmodule 4, 9 und des Leistungsschalters 3 in Querrichtung des Schaltfeldes deutlich. Bis auf die mehrphasig isolierten Sammelschienenkapselungsmodule 1, 2 sind die weiteren Module/Bausteine des Schaltfeldes einphasig isoliert ausgeführt.
In den 3 und 4 ist eine zweite Variante eines Schaltfeldes mit einem ersten sowie einem zweiten aktiven Sammelschienenkapselungsmodul 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘ gezeigt.
Hinsichtlich der Ausgestaltung eines zweiten Stammkapselungsmodules 9a nebst sich daran anschließendem verkippten Kreuzbaustein 11 und Kabelanschlussmodul 12, Spannungswandler 13 sowie Kabel 14 wird auf die Ausführungen zu den bzw. auf die 1 und 2 verwiesen. Weiterhin weist der Leistungsschalter 3 im Kapselungsgehäuse dieselbe Struktur und Funktion auf wie der aus den 1 und 2 bekannte Leistungsschalter 3.
Lediglich die Ausgestaltung des ersten Stammkapselungsmodules 4a nebst dort abgestützten Sammelschienenkapselungsmodulen 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘ variiert. Der in der 3 erkenntliche erste Stromwandlerbaustein 5 ist fluchtend zur Querrichtung in dreifacher Ausfertigung vorhanden, um drei voneinander elektrisch isolierte und gekapselte Phasenleiter überwachen zu können (vgl. perspektivische Ansicht der 4). Die Erstreckung in Richtung der Hochachse des ersten Stammkapselungsmoduls 4a ist bei allen ersten Stromwandlerbausteinen 5 gleich. Auf den dem Betrachter zugewandten ersten Stromwandlerbaustein 5 des ersten Stammkapselungsmodules 4a ist analog zur Ausführung nach 1 und 2 ein Kreuzbaustein 6 aufgeflanscht. Dabei ist auch hier vorgesehen, den Kreuzbaustein 6 derart auszurichten, dass die kreuzförmig fortragenden Flanschstutzen in einer Ebene angeordnet sind und diese Ebene im Wesentlichen lotrecht zur Querrichtung ausgerichtet ist. Entsprechend sind mantelseitig am ersten Stammkapselungsmodul 4a des Schaltfeldes gemäß 3 Abzweige angeordnet, an welche wiederum Kapselungsgehäuse des ersten aktiven Sammelschienenkapselungsmodules 15, 15‘, 15‘‘ sowie des zweiten aktiven Sammelschienenkapselungsmodules 16, 16‘, 16‘‘ angeflanscht sind. Die Kapselungsgehäuse sind dabei teilweise durch an die Abzweige angesetzte weitere Kreuzbausteine 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘ gebildet. Dabei ist abweichend von der Ausführung nach den 1 und 2 vorgesehen, dass die sich jeweils in einer Ebene erstreckenden Flanschstutzen der angesetzten weiteren Kreuzbausteine 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘ derart ausgerichtet sind, dass diese lotrecht zur Ebene der Flanschstutzen des Kreuzbausteines 6 im ersten Stammkapselungmodul 4a ausgerichtet ist (liegende weitere Kreuzbausteine 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘). Somit sind die weiteren Kreuzbausteine 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘ der ersten bzw. zweiten aktiven Sammelschienekapselungsmodule 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘ von den Sammelschienen bildenden Phasenleitern in Querrichtung durchsetzt. Dabei ist zum Verflanschen der weiteren Kreuzbausteine 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘ der Sammelschienekapselungsmodule 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘ mit den Abzweigen des ersten Stammkapselungsmoduls 4a die Nutzung jeweils eines Flanschstutzens vorgesehen, welcher gegenüber den weiteren verbleibenden Flanschstutzen (welche von den Phasenleitern in Querrichtung durchsetzt sind) eine vergrößerte Stützenlänge aufweist. Die Phasenleiter der Sammelschienen sind dabei von den angeflanschten weiteren Kreuzbausteinen 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘ umhüllt und durchsetzen diese. In den weiteren Kreuzbausteinen 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘ selbst kann weiterhin die Anordnung von Trennschaltern vorgesehen sein, so dass innerhalb des (Gas)Raumes, innerhalb welchem die Phasenleiter der Sammelschienen angeordnet sind, auch ein Schalten vorgenommen werden kann. Ein im Raum der Phasenleiter einer Sammelschiene schaltbares Sammelschienenkapselungsmodul 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘ wird als aktives Sammelschienenkapselungsmodul 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘ bezeichnet.
Bei Ausführung eines Schaltfeldes gemäß 1 und 2 ist das dortige Kapselungsgehäuse, welches die Phasenleiter der Sammelschiene aufnimmt, frei von Schaltgeräten, wobei zur Anordnung von Schaltgeräten (zwischengeschaltete) weitere Kreuzbausteine 8a, 8b notwendig sind. Bei der Ausführung eines Schaltfeldes mit aktiven Sammelschienenkapselungsmodulen 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘, wie in den 3 und 4 gezeigt, sind die weiteren Kreuzbausteine 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘ selbst Teil der Kapselungsgehäuse der Sammelschienenkapselungsmodule 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘.
Um eine Anordnung der verschiedenen Kapselungsgehäuse der einphasig isolierten Sammelschienenkapselungsmodule 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘ zu ermöglichen, sind die vom Betrachter abgewandten jeweiligen Stammkapselungsmodule 4a in ihrer Höhe gestaffelt. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, indem zwischen den jeweiligen ersten Stromwandlerbaustein 5 sowie dem von diesen getragenen Kreuzbaustein 6, 6‘, 6‘‘ ein Distanzkapselungsgehäuse eingefügt wird, wodurch eine Parallelverschiebung der einzelnen Abzweige an den jeweiligen ersten Stammkapselungsmodulen 4a in Richtung der Hochachse erfolgt (vgl. auch 4). Entsprechend ist es möglich, die Kapselungsgehäuse der einphasig gekapselten Sammelschienenkapselungsmodule 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘ in Richtung der Hochachse axial zu beabstanden. Alternativ kann auch vorgesehen sein, mehrphasig isolierte Sammelschienenkapselungsmodule 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘ zu verwenden.
In den 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und 12 sind jeweils Variationen des aus den 1 und 2 bekannten Schaltfeldes gezeigt. Dabei sind das erste bzw. das zweite passive Sammelschienenkapselungsmodul 1, 2 jeweils verschiedenartig an den Kreuzbaustein 6 des ersten Stammkapselungsmodules 4 angeflanscht, so dass neben der in der 1 gezeigten hängenden Positionierung des ersten bzw. zweiten passiven Sammelschienenkapselungsmodules 1, 2 gemäß 5 auch eine aufsitzende Anordnung des ersten bzw. zweiten passiven Sammelschienenkapselungsmoduls möglich ist. Die 6, 7, 8, 9, 10, 11 und 12 zeigen darüber hinaus jeweils Kombinationen von in unterschiedlichen Ebenen angeordneten Sammelschienenkapselungsmodulen 1, 2, wobei diese jeweils über den Kreuzbaustein 6 des ersten Stammkapselungsmoduls 4 unter verschiedenartiger Verflanschung weiterer Kreuzbausteine 8a, 8b variierend angeordnet sind.
Die 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und 12 verdeutlichen die Variabilität der Verwendung gleichartiger Kreuzbausteine, wobei verschiedenartige Positionierungen von Sammelschienenkapselungsmodulen 1, 2 möglich werden. Dadurch kann ein Schaltfeld bedarfsweise verschiedenartig ausgebildet sein.
Die 13 veranschaulicht die Anordnung von liegenden Kreuzbausteinen eines einzelnen Phasenleiters eines ersten bzw. zweiten aktiven Sammelschienenkapselungsmodules 15, 16, welche an einen Kreuzbaustein 6 angeflanscht sind. Zur besseren Erkennbarkeit sind Isolatoren 18 schematisiert dargestellt, welche die Phasenleiter im Innern der Kapselungsgehäuse positionieren und gegenüber den Kapselungsgehäusen isoliert beabstanden. Die liegenden weiteren Kreuzbausteine 8a, 8b sind dabei Teil des Kapselungsgehäuses des ersten bzw. des zweiten aktiven Sammelschienenkapselungsmodules 15, 16.
In der 13 wurde auf die Anordnung eines zusätzlichen Erdungsschalters verzichtet.
Die 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kreuzbausteines 6, welcher an einem ersten Stammkapselungsmodul 4 befindlich ist (vgl. 5), wobei in der Ausführungsvariante nach 14 lediglich ein einziges Sammelschienenkapselungsmodul 1 an einen Abzweig unter Zwischenschaltung eines weiteren Kreuzbausteines 8a angeschlagen ist. Eine Trennfunktion wird über einen im Kreuzbaustein 8a selbst befindlichen Trennschalter realisiert.
Die 15 zeigt die Möglichkeit einer Ausstattung eines Kreuzbausteines 6 mit einem Erdungsschalter. Über mantelseitig vom ersten Stammkapselungsmodul 4 fortragende Abzweige ist ein Abstützen bedarfsweise eines passiven oder auch eines aktiven Sammelschienenkapselungsmodules ermöglicht, wobei über den Erdungsschalter im Kreuzbaustein 6 eine Erdung des im Inneren angeordneten Phasenleiters möglich ist.
Die 16 zeigt ein Detail eines zweiten Stammkapselungsmodules 9 wie aus den 1, 2, 3 und 4 bekannt. Dort ist auf dem zweiten Stromwandlerbaustein 10 des zweiten Stammkapselungsmodules 9 ein Kreuzbaustein 6 aufgesetzt, mittels welchem an einem mantelseitigen Anschluss des zweiten Stammkapselungsmodules 9 ein verkippter Kreuzbaustein 11 angeflanscht ist. Im Kreuzbaustein ist ein Erdungsschalter angeordnet, mittels welchem eine Erdung des im Innern des Kreuzbausteins 6 befindlichen Phasenleiters möglich ist. In dem verkippten Kreuzbaustein 11 ist ein Trennschalter angeordnet, mit welchem der Phasenleiter, welcher über ein sich anschließendes Kabelanschlussmodul 12 mit dem Phasenleiter eines Kabels 14 verbunden ist, aufgetrennt werden kann. Ein Erdungsschalter ist an einem angeflanschten Erdungsschaltergehäuse 20 vorgesehen, wodurch zusätzlicher Raum geschaffen wurde, um eine Relativbewegung eines Erdungskontaktes des Erdungsschalters innerhalb des verkippten Kreuzbausteines 11 zu ermöglichen.
Die in den Figuren gezeigten Kreuzbausteine weisen jeweils Flanschstutzen auf, die mit weiteren Flanschen verflanscht werden, wobei so ein fluiddichter Abschluss der jeweiligen Kreuzbausteine gegeben ist. In den jeweiligen Ausführungsvarianten nicht zum Verflanschen vorgesehene Flanschstutzen werden mit entsprechenden Blinddeckeln verschlossen, so dass ein fluiddichter Verschluss der Kreuzbausteine gegeben ist und das Innere des jeweiligen Kreuzbausteines mit einem elektrisch isolierenden Fluid befüllbar ist. Gegebenenfalls können die einzelnen Kapselungsgehäuse der Bausteine bzw. Module als Druckbehälter ausgebildet sein, so dass ein im Innern befindliches elektrisch isolierendes Fluid, bevorzugt ein Gas, unter Überdruck gesetzt werden kann.
Zur Schottung der Kapselungsgehäuse können insbesondere im Flanschbereich fluiddichte Barrieren beispielsweise in Form von Isolatoren/Isolieranordnungen angeordnet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2012/065630 A1 [0002]

Claims

Schaltanlage aufweisend ein Sammelschienenkapselungsmodul (1, 2, 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘), welches zum Verbinden mehrerer Schaltfelder der Schaltanlage sich im Wesentlichen in einer Querrichtung erstreckt und von einem sich im Wesentlichen in Richtung einer Hochachse erstreckenden Stammkapselungsmodul (4, 4a, 9, 9a) getragen ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Stammkapselungsmodul (4, 4a, 9, 9a) mantelseitig ein Abzweig angeordnet ist, welcher sowohl zu der Hochachse des Stammkapselungsmoduls (4, 4a, 9, 9a) als auch zur Querrichtung im Wesentlichen lotrecht ausgerichtet ist und an welchem das Sammelschienenkapselungsmodul (1, 2, 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘) abgestützt ist.
Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abzweig durch einen Kreuzbaustein (6, 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘, 11) des Stammkapselungsmoduls (4, 4a, 9, 9a) gebildet ist.
Schaltanlage nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammelschienenkapselungsmodul (1, 2, 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘) am Kreuzbaustein (6, 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘, 11) abgestützt ist.
Schaltanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammelschienenkapselungsmodul (1, 2, 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘) mittelbar unter Zwischenanordnung eines weiteren Kreuzbausteins (6, 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘, 11) an dem Abzweig des Stammkapselungsmoduls (4, 4a, 9, 9a) abgestützt ist.
Schaltanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Kreuzbaustein (6, 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘, 11) einen Abschnitt des Sammelschienenkapselungsmoduls (1, 2, 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘) bildet.
Schaltanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die kreuzartig fortragenden Abzweige des Kreuzbausteins (6, 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘, 11) des Stammkapselungsmoduls (4, 4a, 9, 9a) sowie eines weiteren Kreuzbausteins, an welchem das Sammelschienenkapselungsmodul (1, 2, 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘) angesetzt ist, jeweils im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind.
Schaltanlage nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreuzbaustein (6, 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘, 11) des Stammkapselungsmoduls (4, 4a, 9, 9a) sowie ein weiterer Kreuzbaustein (6, 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘, 11), welcher Teil des Sammelschienenkapselungsmoduls (1, 2, 15, 15‘, 15‘‘, 16, 16‘, 16‘‘) ist, ihre kreuzartig liegenden Abzweige jeweils in einer Ebene abstrecken, wobei die beiden Ebenen einander schneiden, insbesondere lotrecht zueinander liegen.
Schaltanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreuzbaustein (6, 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘, 11) mehrere Flanschstutzen (7a, 7b, 7c, 7d) aufweist, von denen zumindest einer eine abweichende Stutzenlänge aufweist.
Schaltanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreuzbaustein (6, 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘, 11) vier kreuzartig angeordnete Flanschstutzen (7a, 7b, 7c, 7d) aufweist, von denen ein Flanschstutzen (7a, 7b, 7c, 7d) eine gegenüber den anderen Flanschstutzen (7a, 7b, 7c, 7d) abweichende Stutzenlänge aufweist.
Schaltanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreuzbausteine (6, 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘, 11) gleichartige Hüllkonturen aufweisen.
Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Module mit einem elektrisch isolierenden Fluid gefüllt ist.
Schaltanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines Kreuzbausteins (6, 8a, 8a‘, 8a‘‘, 8b, 8b‘, 8b‘‘, 11) eine Schaltstrecke einer Schalteinrichtung angeordnet ist.
Schaltanlage nach einem der Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung ein Trennschalter ist.
Schaltanlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung ein Erdungsschalter ist.