DE1110278B

DE1110278B - Flameproof, pressure-resistant high-voltage switching unit with an extendable switch connected via isolating contacts, in particular a circuit breaker

Info

Publication number: DE1110278B
Application number: DES51295A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Clemens Dransfeld; Walter Hergert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-11-17
Filing date: 1956-11-17
Publication date: 1961-07-06

Description

Schlagwettergeschützte druckfeste Hochspannungsschalteinheit mit über Trennkontakte angeschlossenem ausfahrbarem Schalter, insbesondere Leistungsschalter Bei schlagwettergeschützten Hochspannungsschalteinheiten in Bergwerksanlagen im Untertagebetrieb werden die ausfahrbaren Leistungsschalter für Kapselung in Schutzart erhöhter Sicherheit in kastenförmigen Blechgehäusen untergebracht. Eine druckfeste Ausführung dieser Blechgehäuse erfordert sehr starke Blechwände mit Versteifungen. Werden mehrere solcher Schalteinheiten nebeneinander aufgestellt und zu einer Schaltanlage vereinigt, so entstehen weitere Schwierigkeiten, wenn das_Fundament der Schalteinheiten etwa durch Gebirgsverschiebungen seine Lage verändert.Flameproof, flameproof high-voltage switching unit with over Isolating contacts connected withdrawable switch, in particular circuit breaker In the case of firedamp-proof high-voltage switching units in mining systems in The withdrawable circuit breakers for encapsulation in protection class are used underground housed in box-shaped sheet metal housings for increased security. A pressure-resistant Execution of this sheet metal housing requires very strong sheet metal walls with stiffeners. If several such switching units are set up next to each other and form a switchgear united, further difficulties arise when the foundation of the switching units changed its location, for example, due to the displacement of the mountains.

Es ist schon vorgeschlagen worden, zur Vermeidung dieser Nachteile ein Gehäuse aus einem beiderseitig abgeschlossenem druck- und verwindungsfestem Rohr zu verwenden und den Leistungsschalter an einem nach außen gewölbten Deckel des Gehäuses zu befestigen und mit diesem zusammen ausfahrbar zu gestalten. Zum Anschluß der Leitungen, die auch Kabel sein können, sind in das Gehäuse Durchführungen eingesetzt, die innen zugleich die Trennschaltstücke für den Leistungsschalter tragen. Eine solche Anordnung hat besonders im Bergbaubetrieb den Nachteil, daß die Kabelanschlüsse Beschädigungen ausgesetzt sein können.It has been suggested to avoid these disadvantages a housing made of a pressure-resistant and torsion-proof sealed on both sides Tube to use and the circuit breaker on an outwardly curved cover to attach the housing and to make it extendable together with this. To the Connection of the lines, which can also be cables, are lead-throughs in the housing used, which at the same time carry the isolating contact pieces for the circuit breaker inside. Such an arrangement has the disadvantage, especially in the mining industry, that the cable connections Can be exposed to damage.

Die Erfindung bezieht sich auf eine schlagwettergeschützte druckfeste Hochspannungsschalteinheit mit über Trennkontakte angeschlossenem ausfahrbarem Schalter, insbesondere Leistungsschalter, deren Gehäuse aus einem beiderseitig abgeschlossenen druck-und verwindungsfesten Rohr besteht, wobei der Leistungsschalter von einem nach außen gewölbten Deckel des Gehäuses getragen und mit diesem ausfahrbar ist. Bei einer solchen Hochspannungsschalteinheit sind die erwähnten Nachteile erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der ebenfalls druckfest ausgebildete Boden des Gehäuses in bekannter Weise nach innen gewölbt ist und mit dem überstehenden Teil der Gehäusewand und einer nach außen gewölbten druckfesten Haube den Raum zur Aufnahme der Anschlußmittel für die ankommenden und abgehenden Hochspannungskabel sowie für die Niederspannungsleitungen bildet. Der druckfeste Kessel selbst kann ortsfest oder z. B. unter Benutzung von Kufen oder Rädern beweglich sein. Außer dem Schalter kann man die zur Schalteinheit gehörenden Zubehörteile, wie beispielsweise Strom- und Spannungswandler und Niederspannungssteuereinrichtungen, im Deckel befestigen. Mehrere nebeneinander aufgestellte Schalteinheiten können durch Kabel als Sammelschienen miteinander verbunden werden. Die Kabeleinführungen am Boden des Druckkessels können eine solche Richtung haben, daß die an- und abgehenden Kabel bei der Montage und gegebenenfalls auch bei einer Schiefstellung des Schaltaggregats infolge von Bodenverwerfungen nur wenig gebogen werden müssen und leicht der Schiefstellung des Aggregats folgen können.The invention relates to a flameproof pressure-resistant High-voltage switching unit with withdrawable switch connected via isolating contacts, in particular circuit breakers whose housing consists of a mutually closed pressure-resistant and torsion-resistant pipe, the circuit breaker from one outwardly curved cover of the housing is carried and can be extended with this. In such a high-voltage switching unit, the disadvantages mentioned are according to the invention avoided that the also pressure-resistant bottom of the housing in known way is curved inward and with the protruding part of the housing wall and an outwardly arched pressure-resistant hood the space for receiving the connection means for the incoming and outgoing high-voltage cables as well as for the low-voltage lines forms. The pressure-tight boiler itself can be stationary or z. B. using Skids or wheels can be moved. In addition to the switch, you can use the switch unit associated accessories, such as current and voltage converters and low-voltage control devices, fasten in the lid. Several switching units set up next to one another can are connected to each other by cables as busbars. The cable entries at the bottom of the pressure vessel can have such a direction that the incoming and outgoing Cable during assembly and, if necessary, also if the switching unit is tilted only have to be bent slightly due to ground warping and slightly inclined of the unit can follow.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Fig. 1 bis 4 zu entnehmen.Further details and advantages of the invention are given in the description some exemplary embodiments of the invention can be seen in FIGS. 1 to 4.

Fig.l zeigt einen Querschnitt durch die Schalt= einheit, die Fig.2 die Stirnansicht mit teilweise abgenommenem Deckel, die Fig. 3 die Rückansicht ohne Abdeckhaube und die Fig.4 die Anordnung von mehreren- zu einer Schaltanlage vereinigten Schalteinheiten.Fig.l shows a cross section through the switching = unit, the Fig.2 the front view with partially removed cover, FIG. 3 the rear view without Cover hood and Fig.4 the arrangement of several combined to form a switchgear Switching units.

In der Fig. 1 ist der druckfeste Kessel mit 1, sein Deckel mit 2 und sein Boden mit 3 bezeichnet. Der Deckel 2 ist mit einem Flansch 4 versehen und mit Schrauben 5 an dem Flansch des Kessels 1 befestigt. Der Boden 3 ist an der Stelle 7 mit dem Kessel 1 verbunden, z. B. verschweißt. Er hat einen Flansch 8, welcher zur Befestigung einer Abdeckhaube 9 -dient; an die ein Befestigungsring 10 angeschweißt ist. Mit den Schrauben 11 ist die Abdeckhaube 9 am- Boden 3 befestigt. Der Kessel 1 hat zwei Stützbleche 12 und 13, mit welchen er auf Kufen 14 und 15 steht. Die Kufen haben Schienen 16 und 17; auf denen die Räder 18 und 19 eines Wagens laufen, der aus dem Deckel 2 und dessen Füßen 21,- 22 besteht.-- Im Deckel 2 sind Befestigungsbleche 23, 24 angeordnet, die den Schalter 26 tragen. Ferner sind zwei sich in Achsrichtung erstreckende Tragarme 45, 46 am Deckel 2 befestigt, die durch Querträger 25, 25' miteinander verbunden sind. Am Querträger 25 sind Stromwandler 33 und Stutzer 91 befestigt, welche elektrische Verbindungsstücke 27, 28, Anschlußschienen 29, 30 sowie die Kontaktbolzen 31 und 32 tragen, die die elektrischen Verbindungen vom Schalter 26 zu den Kontaktstücken 34 bzw. 35 herstellen. In dem Deckel 2 können außerdem noch Spannungswandler 92 untergebracht werden. Die Kontaktbolzen 31 und 32 greifen in die Gegenkontaktstücke 34 und 35 ein, die in Isolatoren 36 und 37 mit Hilfe von Führungs- und Halteklötzen befestigt sind.In Fig. 1, the pressure-tight boiler with 1, its lid with 2 and its bottom is designated by 3. The cover 2 is provided with a flange 4 and with Screws 5 attached to the flange of the boiler 1. The bottom 3 is in place 7 connected to the boiler 1, e.g. B. welded. He has a flange 8, which for fastening a cover 9 -serves; to which a fastening ring 10 is welded is. The cover 9 is fastened to the base 3 with the screws 11. The cauldron 1 has two support plates 12 and 13 with which it stands on runners 14 and 15. the Runners have rails 16 and 17; on which the wheels 18 and 19 of a car run, which consists of the cover 2 and its feet 21, - 22 .-- Im lid 2, fastening plates 23, 24 are arranged which carry the switch 26. Further two axially extending support arms 45, 46 are attached to the cover 2, which are connected to one another by cross members 25, 25 '. There are current transformers on the cross member 25 33 and stubs 91 attached, which electrical connectors 27, 28, connecting rails 29, 30 and the contact pins 31 and 32 carry the electrical connections from switch 26 to contact pieces 34 and 35, respectively. In the cover 2 can voltage converter 92 can also be accommodated. The contact pins 31 and 32 engage in the mating contact pieces 34 and 35, which in insulators 36 and 37 are attached with the help of guide and retaining blocks.

Der Kesselboden 3 ist nach der Innenseite des Kessels 1 hin gewölbt und mit einem zylindrischen Teil versehen, der sich nach der der Wölbungsrichtung entgegengesetzten Seite erstreckt. Dadurch wird ein Raum zur Aufnahme der elektrischen Verbindungskabel und -leitungen geschaffen, der durch die Abdeckhaube 9 verschlossen werden kann. Zum Anschluß der Zu- und Ableitungskabel bzw. Gummischlauchleitungen dienen Schlitzklemmen 39. Im Kesselboden 3 ist eine Öffnung 40 zur Aufnahme einer mehrpoligenNiederspannungssteckvorrichtung 41 vorhanden, welche durch eine Kappe 42 abgedeckt wird, in die ein Rohr 43 mündet, das die Niederspannungsleitungen aufnimmt, die durch ein Rohr 51 zu dem Niederspannungsteil 52 geführt sind, welcher auf dem Kessel 1 befestigt ist. Der Antrieb des Schalters 26 ist durch die Öffnung 53 aus dem Deckel 2 herausgeführt. Die Antriebswelle 54 ist in einer Buchse 56 gelagert, die am Deckel 2 befestigt ist. Zum Antrieb hat die Welle 54 einen Zapfen 58, auf den ein Handhebel 47 aufgesteckt werden kann. Mit 60 ist eine mechanische Anzeigevorrichtung bezeichnet, welche erkennen läßt, ob der Schalter 26 ein- oder ausgeschaltet ist. Zum Ein- und Ausfahren des Wagens dient die Handhabe 62. Mit 48 sind Isolierwände zwischen den Schalterpolen 26 bezeichnet. Am Deckel 2 befindet sich ein Verriegelungshebe155 für die Ein- und Ausfahrverriegelung des Leistungsschalters 26.The boiler bottom 3 is curved towards the inside of the boiler 1 and is provided with a cylindrical part which extends to the side opposite to the direction of curvature. This creates a space for receiving the electrical connecting cables and lines, which can be closed by the cover 9. Slot clamps 39 are used to connect the supply and discharge cables or rubber hose lines. In the boiler bottom 3 there is an opening 40 for receiving a multi-pole low-voltage plug-in device 41 , which is covered by a cap 42 into which a tube 43 opens, which receives the low-voltage lines that are fed through a pipe 51 are led to the low-voltage part 52, which is attached to the boiler 1. The drive of the switch 26 is led out of the cover 2 through the opening 53. The drive shaft 54 is mounted in a bushing 56 which is fastened to the cover 2. For the drive, the shaft 54 has a pin 58 onto which a hand lever 47 can be attached. A mechanical display device is denoted by 60, which indicates whether the switch 26 is switched on or off. The handle 62 is used to move the carriage in and out. A locking lever 155 for locking the circuit breaker 26 in and out is located on the cover 2.

Die Fig. 1 zeigt die Schalteinheit mit eingefahrenem Schalter. Man erkennt, daß die Räder 18, 19 des Wagens in diesem Zustand von den Schienen 16, 17 abgehoben sind. Der Schalter wird nämlich in dieser Stellung von den Tragarmen 45, 46 getragen, die beim Einfahren des Wagens in den Kessen auf die Rollen 63, 64 und 65 auflaufen. Dadurch wird der Wagen zur Justierung der Kontaktbolzen 31, 32 für den Eingriff in die Gegenkontaktstücke 34, 35 angehoben. Sobald beim Herausfahren des Schalters 26 die Tragarme 45, 46 von den Rollen 63 bis 65 ablaufen, senkt sich der Wagen, so daß seine Räder 18, 19 auf die Schienen 16, 17 bzw. auf die vor den Kufen 14, 15 liegenden Schienenstücke 70, 71 gelangen.Fig. 1 shows the switching unit with the switch retracted. Man recognizes that the wheels 18, 19 of the carriage in this state of the rails 16, 17 are lifted. The switch is in this position by the support arms 45, 46 carried on the rollers 63, 64 and 65 accrue. This makes the carriage for adjusting the contact pins 31, 32 raised for engagement in the mating contact pieces 34, 35. As soon as when driving out of the switch 26, the support arms 45, 46 run off the rollers 63 to 65, lowers the car so that its wheels 18, 19 on the rails 16, 17 or on the front of the Runners 14, 15 reach rail pieces 70, 71 lying on the ground.

Um einen glatten Ablauf dieser Fahrbewegung zu erhalten, sind die Tragarme 45, 46 an den Enden 68 und 69 mit Ab- bzw. Auflaufflächen versehen.In order to get this travel movement smoothly, the Support arms 45, 46 are provided with run-off and run-on surfaces at the ends 68 and 69.

Die Fig.2 zeigt die Stirnansicht, und zwar zum Teil im Schnitt. Mit 50 sind zwei Plattenschutzsätze für den Druckausgleich bzw. die Entgasung bezeichnet. In dieser Ansicht ist auch der Niederspannungsteil 52 dargestellt, mit Strommesser A, Spannungsmesser V, Zähler Z und einem Relais S. Die Fig.3 zeigt die Kabelanschlüsse und die Anordnung von drei Kabeleinführungen 72, 74 und 75 und einer Leitungseinführung 73. Diese stehen unter Winkeln 76 zur Senkrechten bzw. Waagerechten, wodurch das Einführen der Kabel bzw. Gummischlauchleitungen, wie es die Fig.3 und 4 erkennen lassen, erleichtert ist.2 shows the front view, in part in section. With 50 are two plate protection sets for pressure equalization and degassing. In this view, the low-voltage part 52 is also shown, with an ammeter A, voltmeter V, counter Z and a relay S. Fig. 3 shows the cable connections and the arrangement of three cable entries 72, 74 and 75 and one cable entry 73. These are at angles 76 to the vertical or horizontal, whereby the Insert the cables or rubber hose lines as shown in FIGS. 3 and 4 let, is relieved.

Die Fig.4 zeigt die Verwendung und Aufstellung der Hochspannungsschalteinheiten unter Tage. Es sind beispielsweise vier Schalteinheiten 77 bis 80 nebeneinander angeordnet und zu einer Schaltanlage vereinigt. Das ankommende Kabel ist mit 81 und die abgehenden Kabel sind mit 82 bis 85 bezeichnet. Die einzelnen Schalteinheiten sind durch Kabel 86 miteinander verbunden, welche die Sammelschienen darstellen. Die abgehenden Kabel 82 bis 85 liegen in einem Kabelkanal 87. Die Fig.4 läßt ferner erkennen, daß die Hochspannungsschalteinheiten 77 bis 80 seitlich neben. dem Kana187 mit ihren Achsen senkrecht zur Kanalachse stehen und daß die Kufen auf bzw. in Kies 88 gebettet sein können. Wenn sich durch Verlagerung des Bodens beispielsweise die Kufen der Schalteinheiten verschieben, so können sich die einzelnen Schalteinheiten Schrägstellen, ohne daß dadurch die Gesamtanlage in Mitleidenschaft gezogen wird, weil die Sammelschienenkabel86 bzw. die abgehenden Kabel82 bis 85 genügend Beweglichkeit und Platz haben, um dieser Schrägstellung der Schalteinheiten folgen zu können. Mögliche Schrägstellungen zweier Schalteinheiten sind beispielsweise an den beiden Schalteinheiten 77 und 78 durch die von den Senkrechten 89 abweichenden gestrichelten Linien 90 angedeutet, die dadurch eintreten können, daß sich der Boden zwischen den beiden Schalteinheiten senkt. Dabei kann es eintreten, daß sich der Boden ungleichmäßig senkt, so daß dann die Verwindungsfestigkeit des Kessels zur Geltung kommt, wenn die Bodenversetzungen vorn und hinten am Gerät verschieden sind.Fig. 4 shows the use and installation of the high-voltage switching units underground. For example, four switching units 77 to 80 are arranged next to one another and combined to form a switchgear. The incoming cable is labeled 81 and the outgoing cable is labeled 82 to 85. The individual switching units are connected to one another by cables 86 , which represent the busbars. The outgoing cables 82 to 85 lie in a cable duct 87. FIG. 4 also shows that the high-voltage switching units 77 to 80 are next to one another. the Kana187 stand with their axes perpendicular to the canal axis and that the runners can be bedded on or in gravel 88. If, for example, the runners of the switching units shift due to the displacement of the floor, the individual switching units can be inclined without affecting the entire system, because the busbar cables86 or the outgoing cables82 to 85 have enough mobility and space to accommodate this inclination to be able to follow the switching units. Possible inclinations of two switching units are indicated, for example, on the two switching units 77 and 78 by the dashed lines 90 deviating from the perpendicular 89, which can occur when the floor between the two switching units is lowered. It can happen that the bottom sinks unevenly, so that the torsion resistance of the boiler comes into play if the ground offsets at the front and rear of the device are different.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schlagwettergeschützte druckfeste Hochspannungsschalteinheit mit über Trennkontakte angeschlossenem ausfahrbarem Schalter, insbesondere Leistungsschalter, deren Gehäuse aus einem beiderseitig abgeschlossenen druck- und verwindungsfesten Rohr besteht, wobei der Leistungsschalter von einem nach außen gewölbten Deckel des Gehäuses getragen und mit diesem ausfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der ebenfalls druckfest ausgebildete Boden (3) des Gehäuses (1) in bekannter Weise nach innen gewölbt ist und mit dem überstehenden Teil der Gehäusewand und einer nach außen gewölbten druckfesten Haube (9) den Raum zur Aufnahme der Anschlußmittel für die ankommenden und abgehenden Hochspannungskabel (81 bis 85) sowie für die Niederspannungsleitungen bildet. PATENT CLAIMS: 1. Flameproof, flameproof high-voltage switching unit with withdrawable switch connected via isolating contacts, in particular circuit breaker, The housing is made of a pressure-resistant and torsion-proof that is closed on both sides Tube consists, the circuit breaker from an outwardly curved cover of the housing is carried and can be extended with this, characterized in that the also pressure-resistant bottom (3) of the housing (1) in a known manner is curved inward and with the protruding part of the housing wall and a outwardly arched pressure-resistant hood (9) the space for receiving the connection means for the incoming and outgoing high-voltage cables (81 to 85) as well as for the Forms low voltage lines.

2. Schalteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Boden (3) eine druckfest gekapselte Niederspannungssteckvorrichtung (41) angeordnet ist. 2. Switching unit according to claim 1, characterized in that that in the bottom (3) a flameproof encapsulated low-voltage connector (41) is arranged.

3. Schalteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem fahrbaren druckfesten Deckel (2) außer dem Leistungsschalter (26) und dem Spannungswandler (92) die von Tragarmen (45, 46) getragenen Stromwandler (33) und Stützer (91) sowie die von diesen getragenen Kontaktbolzen (31, 32) angeordnet sind. 3. Switching unit according to claim 1, characterized in that on the mobile pressure-resistant cover (2) except for the circuit breaker (26) and the voltage converter (92) the current transformers (33) and carried by support arms (45, 46) Supporters (91) and the contact pins (31, 32) carried by these are arranged.

4. Schalteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabeleinführungen (72-75) im Zuge der an- und abgehenden Kabel folgend schräg angeordnet sind. 4th Switching unit according to Claim 1, characterized in that the cable entries (72-75) are arranged diagonally in the course of the incoming and outgoing cables.

5. Schaltanlage, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus beliebig vielen im beliebigen Abstand voneinander angeordneten tonnenförmigen Schalteinheiten nach dem Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4 besteht, die durch Kabel als Sammelschienen miteinander verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 565 493, 596178, 901912, 944 972; österreichische Patentschrift Nr. 131401; USA.-Patentschrift Nr. 2 501345; »Glückauf« 92 (1956) H. 25/26, S.740 Abb.43.5. Switchgear, characterized in that it consists of any number in any Barrel-shaped switching units arranged at a distance from one another according to the claim 1 and one or more of claims 2 to 4 consists of cables as busbars are connected to each other. Publications considered: German Patent Specifications No. 565 493, 596178, 901912, 944 972; Austrian Patent No. 131401; U.S. Patent No. 2,501345; "Glückauf" 92 (1956) H. 25/26, p.740 fig.43.