DE19957394A1 - High-voltage (HV) power circuit-breaker for outdoor installation - Google Patents

Abstract

A high-voltage (HV) power circuit-breaker includes a capacitor (15) arranged parallel to its insulating gap and has an earthed encapsulation (2) with outdoor bushings (10,11) for the electrical HV conductors which are equipped with connector fittings (13a,13b) at their free ends. The capacitor (15) is arranged outside the earthed encapsulation (2) and is electrically and mechanically connected to the connector fittings (13a,13b) of the outdoor bushings in such a way that the latter support/carry the capacitor (15).

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.The invention relates to high voltage power switch with a parallel to its separation distance capacitor and with a grounded enclosure with free air feedthroughs for the electrical high voltage leading Conductors that have connectors at their free ends.

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.Such a high-voltage circuit breaker is an example known from US Patent 4,810,840. With the known The capacitor is arranged parallel to the encapsulation lel to the isolating section of the high-voltage circuit breaker orderly. The capacitor forms part of the switching chamber and is thus the result during a switch-off process exposed to the hot switching gases.

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.The outdoor bushings are for integrating the performance switch provided in a high-voltage network. You are in essentially standing upright at the encapsulation of the high chip voltage circuit breaker arranged. The outdoor passage at their base are encapsulated by the high voltage circuit breaker mechanically connected. This ver bindings all take place on the outdoor bushings acting forces.

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.A high-voltage circuit breaker must be Can turn off short-circuit currents repeatedly. The appearing short-circuit currents of several 10 kA are always with egg a not insignificant electrodynamic force connected. Ask about their spatial arrangement  the two outdoor bushings two approximately parallel ordered ladder, the opposite of one and the same Current, especially short-circuit current, flows through become. The forces are directed so that they strive to separate the outdoor bushings the to drive. The caused by the short circuit current Suddenly occurring electrodynamic forces have to the outdoor bushings are included. Furthermore must sen the outdoor bushings, in the event of a short circuit those Absorb forces, which through the connected with them, in Short circuit case violently vibrating connecting cables be opened.

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.The present invention has for its object a High-voltage circuit breakers of the type mentioned at the beginning constructive such that the mechanical load Availability of the outdoor air associated with the grounded enclosure implementation is improved.

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.This object is achieved according to the invention with a high voltage Circuit breaker of the type mentioned in the introduction solved that the capacitor is outside of the grounded enclosure arranges and with the connectors of the outdoor bushings is electrically and mechanically connected so that the free air ducts carry the condenser.

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.Applying the invention stabilizes the reached both free ends of the outdoor bushings. There at is a simple fixation of the connection Pieces reached at high voltage potential without additional Need space or additional constructions. The on the outdoor bushings act in the event of a short-circuit repulsion forces are caused by the insulating housing of the Kon  added. Furthermore, with the arrangement of the Capacitor outside the high-voltage encapsulation voltage circuit breaker that the capacitor through the hot switching gases occurring in the switching case are unloaded remains. In addition, maintenance work on the capacitor possible without opening the enclosure of the circuit breaker.

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.The proven circuit arrangement of the capacitor This construction can be used parallel to the separation line will hold. This has the advantage that the capacitor only about 75% of the capacity of one between high voltage potentials tial and ground potential capacitor required.

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.The increased mechanical stability of the invention High voltage circuit breaker allows the free air ducts because of the constructive connection with the Capacitor comparatively saves material and therefore costs can be dimensioned economically.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung ge­ zeigt und nachfolgend näher beschrieben.In the following the invention is based on a drawing shows and described in more detail below.

Dabei zeigt schematisch die Figur die Ansicht eines Schalter­ poles eines erfindungsgemäßen Leistungsschalters zum Teil im Schnitt.The figure schematically shows the view of a switch poles of a circuit breaker according to the invention in part Cut.

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.In the figure, a switch pole of a high-voltage circuit breaker for outdoor installation is shown. On egg nem support frame 1 , a metallic encapsulation 2 is net angeord. Inside the encapsulation 2 there is an interruption unit 3 . It has a fixed contact piece 4 and a movable contact piece 5 . The movable contact piece 5 is movable in the direction of the double arrow 6 by means of a drive, not shown. Not only nominal currents, but also short-circuit currents must be switched reliably.

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.An operating cabinet 7 for accommodating secondary technology is arranged on the support frame 1 . On its circumference, the capsule development has a first and a second flange 8 , 9 . The flanges 8 , 9 serve to receive a first and a second outdoor bushing 10 , 11 . The flanges 8 , 9 are mechanically connected to the outdoor bushings 10 , 11 in such a way that they absorb all the forces occurring on the outdoor bushings 10 , 11 . Furthermore, transducers 12 a, 12 b are arranged in the area of the flanges 8 , 9 . The free air feedthroughs 10 , 11 are arranged substantially perpendicular to. At the free ends of the outdoor bushings 10 ; 11 special connectors 13 a, 13 b are arranged. These connectors 13 a, 13 b serve both for connection to electrical connecting lines, for example conductor cables 14 a, 14 b, to integrate the switch pole of the high-voltage power switch in a high-voltage network and also for connection to a capacitor 15 . The first capacitor contact 16 a is connected to the first connector 13 a of the first outdoor bushing 10 . The second capacitor contact 16 b is connected to the second connector 13 b of the second outdoor bushing 11 . The capacitor 15 is thus evident from the outdoor bushings 10 , 11 wear so that it can absorb tensile and compressive forces occurring between the outdoor bushings.

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.The dimensioning and design of the mechanical strength of insulators in general and outdoor bushings 10 , 11 in particular takes place for the forces occurring at a short-circuit current which can be controlled by the interrupter unit 3 .

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.The forces occurring at the outdoor bushings 10 , 11 are the same at each of the bushings, but are directed in opposite directions. By coupling the two free ends of the outdoor bushings 10 , 11 by means of the capacitor 15 , the two forces are coupled. Due to the distribution of forces described above, there is a balance of forces, and vibrations or movements of the outdoor bushings 10 , 11 are avoided. The arrangement is thus mechanically stabilized.

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.The at the connectors 13 a, 13 b of the outdoor bushings 10 , 11 arranged conductor cables 14 a, 14 b are just if flowed through by the short-circuit current. The high magnetic fields occurring around the conductor cables 14 a, 14 b come into force with the conductor cables of the further switch poles arranged in parallel. Under the influence of the short circuit current violent pendulum movements of the conductor cables 14 a, 14 b occur. These forces are additionally absorbed by the connections 13 a, 13 b arranged on the outdoor bushings 10 , 11 .

Claims (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.High-voltage circuit breaker with a capacitor ( 15 ) arranged parallel to its isolating section and with a grounded encapsulation ( 2 ) with outdoor bushings ( 10 , 11 ) for the electrical high-voltage conductor, the free ends of connecting pieces ( 13 a, 13 b) characterized in that the capacitor ( 15 ) is arranged outside the grounded encapsulation ( 2 ) and is electrically and mechanically connected to the connecting pieces ( 13 a, 13 b) of the outdoor bushings ( 10 , 11 ) in such a way that the outdoor bushings ( 10 , 11 ) carry the capacitor ( 15 ).