DE19957394A1 - Hochspannungs-Leistungsschalter mit einer geerdeten Kapselung und Freiluftdurchführungen - Google Patents

Abstract

Ein Hochspannungs-Leistungsschalter mit einer geerdeten Kapselung (2) und Freiluftdurchführungen (10, 11) weist einen parallel zur Trennstrecke der Unterbrechereinheit (3) geschalteten Kondensator (15) auf. Um die Freiluftdurchführungen (10, 11) mechanisch zu stabilisieren, ist der Kondensator (15) außerhalb der geerdeten Kapselung (2) an den Anschlußstücken (13a, 13b) der Freiluftdurchführungen (10, 11) angeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungs-Leistungs­ schalter mit einem parallel zu seiner Trennstrecke angeordne­ ten Kondensator und mit einer geerdeten Kapselung mit Frei­ luftdurchführungen für die elektrische Hochspannung führenden Leiter, die an ihren freien Enden Anschlußstücke aufweisen.

Ein derartiger Hochspannungs-Leistungsschalter ist beispiels­ weise aus dem US-Patent 4,810,840 bekannt. Bei der bekannten Anordnung ist der Kondensator innerhalb der Kapselung paral­ lel zur Trennstrecke des Hochspannungs-Leistungsschalters an­ geordnet. Der Kondensator bildet einen Teil der Schaltkammer und ist somit den während eines Ausschaltvorganges entstehen­ den heißen Schaltgasen ausgesetzt.

Die Freiluftdurchführungen sind zur Einbindung des Leistungs­ schalters in ein Hochspannungsnetz vorgesehen. Sie sind im wesentlichen aufrecht stehend an der Kapselung des Hochspan­ nungs-Leistungsschalters angeordnet. Die Freiluftdurchfüh­ rungen werden an ihren Fußpunkten mit der Kapselung des Hoch­ spannungs-Leistungsschalters mechanisch verbunden. Diese Ver­ bindungen nehmen sämtliche auf die Freiluftdurchführungen wirkenden Kräfte auf.

Bestimmungsgemäß muß ein Hochspannungs-Leistungsschalter- Kurzschlußströme wiederholt ausschalten können. Die auftre­ tenden Kurzschlußströme von mehreren 10 kA sind stets mit ei­ ner nicht zu vernachlässigenden elektrodynamischen Kraftwir­ kung verbunden. Bezüglich ihrer räumlichen Anordnung stellen die beiden Freiluftdurchführungen zwei annähernd parallel an­ geordnete Leiter dar, die gegensinnig von ein und demselben Strom, insbesondere auch vom Kurzschlußstrom, durchflossen werden. Dabei sind die auftretenden Kräfte so gerichtet, daß sie das Bestreben haben, die Freiluftdurchführungen auseinan­ der zu treiben. Die durch den Kurzschlußstrom hervorgerufenen schlagartig auftretenden elektrodynamischen Kräfte müssen von den Freiluftdurchführungen aufgenommen werden. Weiterhin müs­ sen die Freiluftdurchführungen, im Kurzschlußfall diejenigen Kräfte aufnehmen, welche durch die mit ihnen verbundenen, im Kurzschlußfall heftig schwingenden Anschlußseile hervorgeru­ fen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungs-Leistungsschalter der eingangs genannten Art konstruktiv derart zu gestalten, daß die mechanische Belast­ barkeit der mit der geerdeten Kapselung verbundenen Freiluft­ durchführungen verbessert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Hochspannungs- Leistungsschalter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Kondensator außerhalb der geerdeten Kapselung ange­ ordnet und mit den Anschlußstücken der Freiluftdurchführungen elektrisch und derart mechanisch verbunden ist, daß die Frei­ luftdurchführungen den Kondensator tragen.

Durch Anwendung der Erfindung wird eine Stabilisierung der beiden freien Enden der Freiluftdurchführungen erreicht. Da­ bei wird mit einfachen Mitteln eine Fixierung der Anschluß­ stücke auf Hochspannungspotential erreicht, ohne zusätzlichen Raum oder zusätzliche Konstruktionen zu benötigen. Die auf die Freiluftdurchführungen im Kurzschlußfall wirkenden absto­ ßenden Kräfte werden durch das Isolierstoffgehäuse des Kon­ densators aufgenommen. Weiterhin wird mit der Anordnung des Kondensators außerhalb der geerdeten Kapselung des Hochspan­ nungs-Leistungsschalters erreicht, daß der Kondensator durch die im Schaltfall auftretenden heißen Schaltgase unbelastet bleibt. Darüber hinaus sind Wartungsarbeiten am Kondensator ohne Öffnung der Kapselung des Leistungsschalters möglich.

Die an sich bewährte Schaltungsanordnung des Kondensators parallel zur Trennstrecke kann mit dieser Konstruktion beibe­ halten werden. Dies bietet den Vorteil, daß der Kondensator nur ca. 75% der Kapazität eines zwischen Hochspannungspoten­ tial und Erdpotential liegenden Kondensators benötigt.

Die erhöhte mechanische Stabilität des erfindungsgemäßen Hochspannungs-Leistungsschalters ermöglicht es, daß die Frei­ luftdurchführungen wegen des konstruktiven Verbundes mit dem Kondensator vergleichsweise materialsparend und damit kosten­ sparend dimensioniert werden können.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung ge­ zeigt und nachfolgend näher beschrieben.

Dabei zeigt schematisch die Figur die Ansicht eines Schalter­ poles eines erfindungsgemäßen Leistungsschalters zum Teil im Schnitt.

In der Figur ist ein Schalterpol eines Hochspannungs-Lei­ stungsschalters für Freiluftaufstellung dargestellt. Auf ei­ nem Traggestell 1 ist eine metallische Kapselung 2 angeord­ net. Im Innern der Kapselung 2 befindet sich eine Unterbre­ chereinheit 3. Sie weist ein festes Kontaktstück 4 und ein bewegliches Kontaktstück 5 auf. Das bewegliche Kontaktstück 5 ist mittels eines nicht weiter dargestellten Antriebes in Richtung des Doppelpfeiles 6 bewegbar. Nicht nur Nennströme, sondern auch Kurzschlußströme müssen zuverlässig geschaltet werden.

Am Traggestell 1 ist ein Bedienungsschrank 7 zur Aufnahme von Sekundärtechnik angeordnet. An ihrem Umfang weist die Kapse­ lung einen ersten und einen zweiten Flansch 8, 9 auf. Die Flansche 8, 9 dienen der Aufnahme einer ersten und einer zweiten Freiluftdurchführung 10, 11. Die Flansche 8, 9 werden derart mechanisch mit den Freiluftdurchführungen 10, 11 ver­ bunden, daß sie sämtliche an den Freiluftdurchführungen 10, 11 auftretenden Kräfte aufnehmen. Weiterhin sind im Bereich der Flansche 8, 9 Meßwandler 12a, 12b angeordnet. Die Frei­ luftdurchführungen 10, 11 sind im wesentlichen senkrecht an­ geordnet. An den freien Enden der Freiluftdurchführungen 10; 11 sind spezielle Anschlußstücke 13a, 13b angeordnet. Diese Anschlußstücke 13a, 13b dienen sowohl der Verbindung mit elektrischen Anschlußleitungen, beispielsweise Leiterseilen 14a, 14b, um den Schalterpol des Hochspannungs-Leistungs­ schalters in ein Hochspannungsnetz einzubinden als auch der Verbindung mit einem Kondensator 15. Der erste Kondensatorkon­ takt 16a ist mit dem ersten Anschlußstück 13a der ersten Freiluftdurchführung 10 verbunden. Der zweite Kondensatorkon­ takt 16b ist mit dem zweiten Anschlußstück 13b der zweiten Freiluftdurchführung 11 verbunden. Der Kondensator 15 wird damit ersichtlich von den Freiluftdurchführungen 10, 11 ge­ tragen, so daß er zwischen den Freiluftdurchführungen auftre­ tende Zug- und Druckkräfte aufnehmen kann.

Die Bemessung und Auslegung der mechanischen Festigkeit von Isolatoren im allgemeinen und Freiluftdurchführungen 10, 11 im speziellen erfolgt für die bei einem durch die Unterbre­ chereinheit 3 beherrschbaren Kurzschlußstrom auftretenden Kräfte.

Die an den Freiluftdurchführungen 10, 11 auftretenden Kräfte sind an jeder der Durchführungen gleich groß, sind jedoch entgegengesetzt gerichtet. Durch die Koppelung der beiden freien Enden der Freiluftdurchführungen 10, 11 mittels des Kondensators 15 erfolgt eine Koppelung der beiden Kräfte. Aufgrund der vorstehend beschriebenen Kräfteverteilung ergibt sich ein Kräftegleichgewicht, und Schwingungen bzw. Bewegungen der Freiluftdurchführungen 10, 11 werden vermieden. Damit ist die Anordnung mechanisch stabilisiert.

Die an den Anschlußstücken 13a, 13b der Freiluftdurchfüh­ rungen 10, 11 angeordneten Leiterseile 14a, 14b sind eben­ falls von dem Kurzschlußstrom durchflossen. Die um die Lei­ terseile 14a, 14b auftretenden hohen Magnetfelder treten in Kraftwirkung mit den parallel angeordneten Leiterseilen der weiteren Schalterpole. Unter dem Einfluß des Kurzschlußstro­ mes treten heftige Pendelbewegungen der Leiterseile 14a, 14b auf. Diese Kräfte werden durch die an den Freiluftdurchfüh­ rungen 10, 11 angeordneten Anschlußstücke 13a, 13b zusätzlich aufgenommen.

Claims (1)

1. Hochspannungs-Leistungsschalter mit einem parallel zu seiner Trennstrecke angeordneten Kondensator (15) und mit einer ge­ erdeten Kapselung (2) mit Freiluftdurchführungen (10, 11) für die elektrische Hochspannung führenden Leiter, die an ihren freien Enden Anschlußstücke (13a, 13b) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (15) außerhalb der geerdeten Kapselung (2) angeordnet und mit den Anschlußstücken (13a, 13b) der Freiluftdurchführungen (10, 11) elektrisch und derart mecha­ nisch verbunden ist, daß die Freiluftdurchführungen (10, 11) den Kondensator (15) tragen.