DE1230115B

DE1230115B - Hochspannungsschaltanlage mit druckgasisoliertem Schaltgeraet

Info

Publication number: DE1230115B
Application number: DEL50268A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Robert Hoffmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1965-03-22
Filing date: 1965-03-22
Publication date: 1966-12-08

Description

Hochspannungsschaltanlage mit druckgasisoliertem Schaltgerät Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochspannungsschaltanlage mit druckgasisoliertem Schaltgerät in Kesselbauweise zur Anordnung innerhalb eines aus Teilstücken bestehenden vollisolierten Sammelschienenzuges mit vollisolierten Ableitungen.
Ausführungen von Hochspannungsschaltanlagen mit vollisolierten Bauteilen befinden sich zur Zeit noch im Versuchsstadium und werden zunächst nur als Innenraumschaltanlagen geplant. Als Isolationsmedien für Sammelschienen, Schalt- und Meßgeräte kommen hierfür Öl, Druckgas und feste Isolierstoffe einzeln oder in gemischter Form zur Anwendung, wobei die Isolierung in den meisten Fällen so stark gewählt wird, daß die Oberflächen der Bauteile mit einem geerdeten Metallmantel umgeben werden können. Hierdurch ergibt sich für die Hochspannungsschaltanlage der Vorteil einer vollkommenen Schutzisolation und damit völlige Berührungssicherheit. Außerdem ergeben sich erhebliche raumsparende Vorteile im Vergleich mit Schaltanlagen in herkömmlicher Bauweise.
Neben bekannten Ausführungen mit Druckgas-bzw. ölisolation der Sammelschienenleiter und Schaltgeräte sind auch schon vielfach Schaltanlagen vorgeschlagen worden, bei denen die Sammelschienen in einem festen Isolierstoff, z. B. Gießharz, eingebettet und die Schaltgeräte, insbesondere Trennschalter, in Kesselbauweise mit Druckgasisolierung und Isolierstoffdurchführungen aus Gießharz ausgeführt sind. Die Verbindungsstellen dieser beiden Bauteile sind dabei als Trennfugen mit einem isolierenden Zwischemnedium, z. B. Öl, oder mit einem längeren z. B. mäanderförmig verlaufenden Kriechweg ausgebildet. Als Verbindung der Stromleiter können Steckkontakte vorgesehen sein. Es ist auch bekannt, die Stromleiter vermittels einer überwurfmutter miteinander zu verschrauben.
Bei dieser Art der Ausbildung der Verbindungsstellen ist es jedoch von Nachteil, daß eine leichte und schnelle Austauschbarkeit eines` Schaltgerätes oder eines Sammelschienenteilstückes nicht vorgenommen werden kann, weil beispielsweise das isolierende Öl der Trennfuge oder deren konische oder mäanderförmige Ausbildung bei der Trennung eines einzelnen Bauteils hinderlich ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil zu beseitigen und damit weitere bautechnische und betriebliche Vorteile für die Anwendung in voll- und schutzisolierten Hochspannungsschaltanlagen zu schaffen.
Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß das Schaltgerät an die Sammelschienenteilstücke durch in einfacher Weise lösbare Verbindungsteile angeflanscht ist und daß die Verbindungsteile derart ausgebildet sind, daß ein Zwischenflanschstück über die Flansche der Anschlußenden der Sammelschienenteilstücke und des Schaltgerätekessels geschoben und hiermit durch ebenfalls aufgeschobene Flanschringe verbunden und abgedichtet ist und daß die strommäßige Verbindung als an sich bekannter Klemmverbinder, z. B. Schraubverbinder, ausgeführt ist. Somit ergibt sich eine äußerst leichte Montage der einzelnen Bauteile am Montageort und der Vorteil einer vollkommenen stromfesten, leicht zugänglichen Verbindungsstelle, wie sie beispielsweise bei den für diesen Zweck bisher verwendeten Spezialverbindern, z. B. Steckverbinder mit Ringkontakt, nicht erreichbar ist.
Bei dieser erfindungsgemäßen Konstruktion der Verbindungsstelle ist es zweckmäßig, die Trennwände des Schaltgerätes zu den Verbindungsteilen als isoliertechnisch besonders ausgeführte Durchführungen, bestehend aus jeweils einem doppelttellerförmigen Isolierkörper, z. B. aus Gießharz, mit beiderseits angegossenen, die Stromleiter umgebenden und abstützenden Isolierwülsten, auszubilden und die Isolierkörper mit Kanälen zu versehen, welche die Verbindungsteile druckmäßig an den Schaltgerätekessel anschließen. Damit entfallen besondere metallische Kesselkappen und weitgehend die damit verbundenen Schwierigkeiten der Spannungsdurchführung.
Mit einer ähnlichen tellerförmigen Oberflächenform sind die Durchführungen der Stromleiter der Sammelschienenteilstücke und der Sammelschienenableitung versehen. Außerdem ist es vorteilhaft, daß die tellerförmigen Isolierkörper bzw. Durchführungen mit Metalleinlagen versehen sind und daß die Isolierwälste eine spannungssteuerungsmäßig günstige Form, z. B. eine hyperbelförmige Mantellinie, aufweisen.
Zwecks Anschluß einer Sammelschienenableitung an den Samrnelschienenzug ist hierfür das erfindungsgemäße Verbindungsteil mit Vorteil dadurch brauchbar, daß das Zwischenflanschstück des Verbihdungsteils einen Stutzen sowie einen hierzu um etwa 90' versetzten, aufgeflanschten Deckel aufweist und daß für die stromrnäßige Verbindung ein Klemmverbinder mit drei Anschlußlaschen vorgesehen ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit weiteren technischen Einzelheiten ist in der'Zeichnung im Schnitt dargestellt.
Der dargestellte bauelementenartige Körper einer voll- bzw. schutzisolierten Hochspannungsschaltanlage besteht aus folgenden Hauptbauteilen: dem mit 1 bezeichneten Schaltgerät mit isoliertechnisch besonders ausgebildeten Durchführungen, den Verbindungsteilen 2, 5 und den Sammelschienenteilstükken 3 a, 3 b sowie einer Sammelschienenableitung 4. Bei einer anders geforderten Schaltungsanordnung können auch beiderseits des Schaltgerätebauteils entweder nur Verbindungsteile 2 oder Verbindungsteile 5 vorgesehen sein. Diese Hauptbauteile stellen druckmäßig eine bauliche Einheit dar, da die behälterförmigen Verbindungsteile 2, 5 über Kanäle 6, 7 der Durchführungskörper 8, 9 unmittelbar mit dem Druckraum des Schaltgerätekessels 10 in Verbindung stehen. Die Druckgaseinspeisung erfolgt dabei über einen Stutzen 11.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verbindungsteils ist nicht auf die in diesem Beispiel beschriebenen Schaltungsanordnungen und Bauteile beschränkt sondern es können hierdurch z. B. auch Sammelschienenteilstücke oder Ableitungen verbunden werden. Auch ist eine Anwendung bei Hochspannungsschaltanlagen mit teilisolierten Stromleitem möglich, bei denen die Sammelschienenleiter mittels zwei oder mehrerer Isolationsmedien, z. B. Druckgas und festem Isolierstoff, isoliert werden.
Das Schaltgerät 1 ist in diesem Beispiel als Trennschalter gezeichnet.
Das Verbindungsteil 2 weist ein Zwischenflanschstück 12 auf, das über die Flansche 13, 14 der Anschlußenden des Sammelschienenteilstückes 3 a und des Kessels 10 geschoben ist. Die Befestigung dieser Bauteile miteinander geschieht durch die ebenfalls aufgeschobenen Flanschringe 15 durch Verschraubung. Zwischen den Flanschringen und den Flanschen bzw. dem Zwischenflanschstück sind druckgasfeste Dichtungseinlagen 16, z. B. O-Ringe, vorgesehen. Das Aufschieben der Flanschringe erfolgt bereits vor der Montage der Schaltanlage bei der Herstellung der Bauteile. Das Zwischenflanschstück dagegen kann später aufgeschoben werden.
Die Stromverbindung der beiden Stromleiter 17, 18 geschieht dadurch, daß z. B. ein gewöhnlicher zweiteiliger Klemmverbinder 19 mit Strahlungskappen 20 verwendet wird. Dieser ist leicht zugänglich, da das Zwischenflanschstück 12 im Zuge der Montage erst anschließend befestigt wird. Es kann jedoch für diesen Zweck außerdem ein in der Zeichnung nicht weiter dargestellter, am Zwischenflanschstück angeflanschter Montagedeckel vorgesehen sein, so daß auch hierdurch eine eventuelle schnelle. Kontrolle der Stromverbindungsstelle möglich ist.
Das Verbindungsteil 5 besteht aus einem verlängerten Zwischenfianschstück 21, auf das ein Stutzen 22 mit Flansch 23 angesetzt und z. B. durch Schwei-Bung verbunden ist. Dieser Stutzen dient zum Anschluß einer Sarnmelschienenableitung 4, die durch einen Flansch 24 unmittelbar darauf befestigt ist. Das angeschlossene Sammelschienenteilstück 3 b entspricht dem Teilstück 3 a. Die hierbei verwendeten Flanschringe sind ebenso wie bei dem Verbindungsteil 2 ausgeführt.
Die Stromverbindung der Stromleiter 25, 26, 27 geschieht durch einen zweiteiligen Klemmverbinder 28, der drei Anschlußlaschen aufweist. Eine Strahlungskappe 29 deckt den Verbinder ab. Der Anschluß des Stromleiters 26 an den Klemmverbinder ist dadurch möglich, daß gegenüber dem Stutzen 22 ein um etwa 900 versetzter, am Zwischenflanschstück aufgeflanschter Montagedeckel 30 vorgesehen ist.
Bei Anordnung von gleichartigen Verbindungsstellen beiderseits des Schaltgerätes ist es aus Ersparnisgründen vorteilhaft, nur eine Verbindungsstelle mit dem erfindungsgemäßen Zwischenflanschstück auszurasten und die anderen als normale Flanschverbindung ebenso wie z. B. die Flansche 23, 24 der Sammelschienenableitung 4 auszubilden. Die leichte Austauschbarkeit des Schaltgerätes ist dadurch weiterhin möglich, es muß jedoch dann in entsprechender Weise wie bei der Ableitung 4 für den Klemmverbinder ein Montagedeckel vorgesehen werden.
Die Stromleiter 17, 27 der Sammelschienenteilstücke und die Stromleiter 18, 25 des Schaltgerätes sind in Isolierkörper aus festem Isolierstoff, z. B. Gießharz, eingebettet. Die die Stromleiter des Schaltgerätes tragenden Isolierkörper 8, 9 sind mit einer doppelttellerförmigen Oberfläche sowie beiderseits angegossenen Isolierwülsten versehen. Die Zeichnung stellt zwei voneinander etwas abweichende Ausführungsforinen dieser Isolierkörper dar. Dabei weisen die Wülste entweder eine konische oder eine andere spannungssteuerungsmäßig günstige Form, z. B. eine hyperbelförmige Mantellinie, auf. Zur Spannungssteuerung sind außerdem Metalleinlagen 31, 32 vorgesehen. In dem Wulst des Isolierkörpers 8 ist der Antrieb 33 des Schaltgerätes angeordnet. Die bereits erwähnten Druckgaskanäle 6, 7 befinden sich in der Nähe des tellerförmigen Randes der Durchführungskörper.
Die Durchführungen 34 der Sammelschienenleiter 3a, 3b und der Saninielschienenleitung4 sind mit einer entsprechenden Oberflächenform wie die Isolierkörper des Schaltgerätes versehen und bestehen mit der Isolierstoffummantelung der Stromleiter 17, 26, 27 aus einem Guß, z. B. Gießharzguß; Metalleinlagen 35, 36 können ebenfalls vorgesehen sein. Ein nicht näher bezeichneter Metallmantel, der außen auf dem Isolierkörper der Sammelschienenteilstücke und der Ableitung anzubringen ist, dient dem Zweck der vollkommenen Schutzisolierung der Anlage.
Auf die Befestigungsmöglichkeit der Isolierkörper 8, 9 ist in der Zeichnung nicht weiter eingegangen worden. Sie kann in Form einer einfachen Halterung an der Wand des Kessels 10 oder durch eine Klebverbindung mit dieser ausgeführt sein.
Zur Schaltstellungskontrolle des Schaltgerätes ist am Kessel 10 ein Fotozellensystem 37 in einer bereits vorgeschlagenen Schaltung angeordnet. An Stelle von Fotozellen können jedoch auch am Kessel aufgellanschte Schaugläser dienen.
Der Antrieb 33 ist an Druckgas-Steuerleitungen 38, z. B. aus starkwandigem Isolierstoffschlauch, angeschlossen, welche über den Isolierkörper 8 wendelförmig nach außen zu den Anschlußstutzen 39 geführt sind.

Claims

Patentansprüche: 1. Hochspannungsschaltanlage mit druckgasisoliertem Schaltgerät in Kesselbauweise zur Anordnung innerhalb eines aus Teilstücken bestehenden vollisolierten Sammelschienenzuges mit vollisolierten Ableitungen, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Schaltgerät (1) an die Sammelschienenteilstücke (3 a, 3 b) durch in einfacher Weise lösbare Verbindungsteile (2, 5) angeflanscht ist und daß die Verbindungsteile derart ausgebildet sind, daß ein Zwischenflanschstück (12, 21) über die Flansche (13, 14) der Anschlußenden der Sammelschienenteilstücke (3a, 3b) und des Schaltgerätekessels (1) geschoben und hiermit durch ebenfalls aufgeschobene Flanschringe (15) verbunden und abgedichtet ist und daß die strommäßige Verbindung als an sich bekannter Klemmverbinder (19,28), z. B. Schraubverbinder, ausgeführt ist.
2. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände des Schaltgerätes zu den Verbindungsteilen (2, 5) als isoliertechnisch besonders ausgeführte Durchführungen (8, 9), bestehend aus jeweils einem doppelttellerförmigen Isolierkörper, z. B. aus Gießharz, mit beiderseits angegossenen, die Stromleiter (18, 25) umgebenden und abstützenden Isolierwülsten, ausgebildet sind und daß die Isolierkörper mit Kanälen (6, 7) versehen sind, welche die Verbindungsteile (2, 5) druckmäßig an den Schaltgerätekessel anschließen. 3. Hochspannungssehaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet ' daß die tellerförmigen Isolierkörper mit Metalleinlagen versehen sind und daß die Isolierwülste eine spannungssteuerungsmäßig günstige Form, z. B. eine hyperbelförmige Mantellinie, aufweisen. 4. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenflanschstück (21) des Verbindungsteils (5) einen Stutzen (22) zum Anschluß einer Sammelschienenableitung (4) sowie einen hierzu um etwa 900 versetzten, aufgeflanschten Deckel (30) aufweist und daß für die strommäßige Verbindung ein Klemmverbinder (28) mit drei Anschlußlaschen vorgesehen ist. 5. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführungen (34) der Sammelschienenteilstücke (3 a, 3 b) und der Sammelschienenableitung (4) eine entsprechende Oberflächenform und Metalleinlagen wie die Isolierkörper (8, 9) des Schaltgerätes aufweisen und mit der Gießharzisolierung der Teilstücke und der Ableitung aus einem Guß bestehen. 6. Hochspannungsschaltanlage nach Ansprach 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmverbinder (19, 28) mit Strahlungskappen (20, 29) aus dünnem Blech abgedeckt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1170 039.