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Metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsschnltanla~ge Aus
der "Siemens-Zeitschrift", Heft 4, April 1966 ist eine metallgekapselte, druckgasisolierte
Hochspannungsschaltanlage für 110 kV bekannt, die für den Anschluß an dreipolige
Sammelschienensysteme bestimmt ist. In der bekannten Anlage wurde als gasförmiges
Isoliermittel Schwefelhexafluorid gewählt, das unter einem Druck von beispielsweise
2 bar steht. Die die Netallkapselung bildenden Gehäuse der einzelnen Geräte sind
geerdet und werden über Flansche miteinander verbunden.
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Bei der bekannten Sollage sind ebenso wie bei einer Hochspannungsschaltanlage
nach der DT-OS 1 665 661 dreipolige Sammelschienen vorgesehen, an die die einzelnen
Geräte in einpolig gekapselter Ausführung angeschlossen sind. Dementsprechend enthält
jedes Anlagenfeld drei polindividuelle Kapselungszüge, die einen vöm Isolierabstand
zwischen den Hochspannung führenden Teilen und der Kietallkapselung und den zur
Wartung der Kapselungen notwendigen Raum bestimmten Platzbedarf aufameisen.
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Zur Verringerung des Raumbedarfs und zur Senkung der Kosten für die
Betriebsmittel, insbesondere zur Erreichung geringstmöglicher Abmessungen der Geräte
und Leiterführungsgehäuse unter beibehaltung eines für die elektrische Isolation
notwendigon Abstandes der hochspannung führenden Teile besteht die Erfindung bei
einer metallgekapselten, druckgasisolierten Hochspannungsschaltanlage für Drehstrom
mit aus gekapselten Geräten bestehenden Anlagenfeldern zum Anschluß an mindestens
eine dreipolig gekapselte Sammelschiene darin, daß die Geräte je eines Feldes dreipolig
gekapselt und in einer zur Sammelschiene
senkrechten Ebene angeordnet
sind, die einen der drei Pole und dessen Hochspannung führende Teile aller Geräte
enthält, und daß zu beiden Seiten dieser Feldebene die beiden anderen Pole und deren
tiochspannung führende Teile der Geräte symmetrisch voneinander getrennt angeordnet
sind.
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Durch Anwendung der Erfindung ergibt sich ein gegenüber den bekannten
tiochspannungsschaltanlagen verringerter Raurnbedarf sowie eine wesentliche Materialersparnis
bei der Kapselung und vorteilhafte itöglichkeiten für eine wenigstens annähernd
komplette RJerksn-ontage. Jedes Feld der ESochspannungsschaltanlage nach der Erfindung
wird von einer senl;recht zur Sammelschiene verlaufenden zentralen Ebene bestimmt,
die gleichzeitig die Mittenebene eines der drei Pole bildet, welche von den beiden
anderen Polen nicht geschnitten wird.
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Eine besonders günstige räumliche Verteilung und geringstmögliche
Abmessungen der Kapselung der einzelnen Geräte lassen sich erzielen, wenn die drei
Pole und die Hochspannung führenden Teile aller Geräte in einem quer zur Feldebene
verlaufenden Schnitt auf den Ecken gedachter gleichseitiger Dreiecke angeordnet
sind. Diese können bei verschiedenen Geraten unterschiedlich groß sein, sind dann
aber ähnliche Dreiecke.
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Die Hochspannung führenden Teile können dabei bevorzugt von Stützisolatoren
getragen sein, die zweiarmig ausgebildet sind und sich an zwei Stellen gegenüber
der Kapselung abstützen.
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Dadurch werden die Hochspannung führenden Teile praktisch in der Mitte
der Isolatoren gehalten, so daß diese nur mit der Phasenspannung, nicht mit der
verketteten Spannung belastet werden. Außerdem kann sich vorteilhaft nur ein Kriechweg
gegen Erde ausbilden.
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Bei einem bevorzugten AusführunGsbeispiel ist die Feldebene vertikal
orientiert.
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Die Kapselung der Anlage besteht bei einem bevorzugten Ausfü.hrungsbeispiel
nach der Erfindung aus im wesentlichen zylindrischen Gehäuseteilen, deren Längsachsen
in der Feldebene liegen. Damit ist die zentrale Feldebene auch die Mittelebene aller
Gehäuseteile.
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An ltand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer metallgekapseGten,
druckgasisolierten Hochspannungsschaltanlage für Drehstrom nach der Erfindung beschrieben.
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Die Figuren 1 bis 3 zeigen im Auf-, Grund- und Seitenriß eine Hochsparnnungsschaltanlage
nach der Erfindung in schematischer Earstellung.
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In Fig. 4 ist eine Hochspannungsschaltanlage nach der Erf indung zum
Anschluß an eine Sammelschiene schematisch dargestellt.
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Die Figur 5 zeigt eine Hochspannungsschaltanlage für ein Dreifach-Sammelschienensystem.
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In Fig. 6 ist ein Kuppelfeld einer Hochspannungsschaltanlage (Samntelschienenquerkupplung)
nach der Erfindung für ein Doppelsammelschienensystem schematisch gezeichnet.
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Die Figur 7 zeigt ein Kuppelfeld einer E9ochspannungsschaltanlagc
für ein Dreifach-Sammelschienensystem.
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In Fig. 1 ist eine metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungs
schaltanlage für Drehstrom mit einer Spannung von beispielsweise 110 kV schematisch
dargestellt, deren Anlagenfeld aus gekapselten Geräten besteht und zum Anschluß
an zwei dreipolig gekapselte Sammelschienen 1 und 2 bestimmt ist. Die dreipolig
gekapselten Sammelschienen 1 und 2 haben eine Metallkapselung 3, die auf Brdpotential
liegt und die drei Leiter
R, S, T mittcls vorzugsweise gieichrtiger
Stützisolatoren 4 haltert. Tm Innenraum 5 ist SchweSelhexafluorid eingefüllt, das
unter einem Druck von beispielsweise 2 bis 3 bar steht.
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Die Isolatorcn 4 stützen sich an zwei Seiten gegenüber der Kapselung
3 ab. Die Sammelsehienen 1 und 2 weisen Flanschteile 6 auf, mit denen sie mit dem
Anlgenfeld verbunden sind.
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An die Flanschteile 6 schließen sich zwei gleichartige, drei polig
gekapselte Trennschalter 7 an, die durch ein dreipolig gekapseltes Kupplungsstück
8 miteiz nder verbunden sind. Das Kupplungsstück 8 enthält in seiner Kapselung 8a
eine ErdungsschaltvorrichtlLng 9, deren Erdungsschaltstifte 10 je einen eigenen
Antrieb 10a aufweisen. Die Erdungsschaltstifte 10 und die Antriebe 10a sind in einer
gemeinsamen, quer zur Feldebene verlaufenden Ebene radialsymmetrisch angeordnet.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Feldebene identisch mit
der Zeichenebene in Fig. 1. An das mit der Brdungsschaltvorrichtung 9 versehene
Kupplungsstück 8 schließt sich ein zylindrisches Kupplungsgehäuse 11 an, das drei
Strom- und/ oder Spannungswandler 12 umgibt, die den einzelnen Phasen fl, S, T zugeordnet
sind. Mit dem Gehäuse 11 ist ein Leistungsschalter 13 verbunden, der die drei Schaltstellen
14 jeder Phase in einer gemeinsamen Kapselung enthält. Der Antrieb für die Schaltstellen
14 ist in einem Gehäuse 15 untergebracht.
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Das Gehäuse des Leistungsschalters 13 ist im wesentlichen zylindrisch
und weist einen quer zur Zylinderachse verlaufenden Flanschteil 16 auf, der mit
einem Trenn- und Erdungsschaltgerät 17 in dreipolig gekapselter Ausführung verbunden
ist.
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Wie bei der Erdungsschaltvorrichtung 9 ist bei der Erdungsschaltvorrichtung
17a eine radialsymmetrische Anordnung der Erdungsschaltstifte und dertSugehörigen
Antriebe vorgesehen.
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Die Schaltstellen des Trennschalters haben einen gemeinsamen Antrieb
18. Das Schaltgerät 17 ist mit einem Kabelabgangsgerät 19 verbunden, das wie alle
übrigen Geräte mit SF6 gefüllt
ist. Die Itochspannung führenden
Teile 20, 21 und 22 sind zu Durchführungskörpern 23 geführt, die an der stirnseitigen
Platte 24 des Fabelabgangsgerätes 19 gehaltert sind.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
sind alle Geräte je eines Feldes in einer zur Achse 25 der Sammelschiene 1, 2.senkrechten
Feldebene angeordnet. Alle der Phase S angehörenden, Hochspannung führenden Teile
der Trennschalter 7, des Kupplungsstückes 8, des Wandlergehäuses 11, des Leistungsschalters
13, des Schaltgerätes 17 und des Kabelabgangagerätes 19 liegen in der Feldebene.
Zu beiden Seiten dieser Feldebene sind die beiden anderen Phasen R und T und deren
Hochspannung führende Teile der Geräte symmetrisch voneinander getrennt angeordnet.
Dabei sind, wie aus Fig. 3 hervorgeht, die Pole und die Hochspannung führenden Teile
der Geräte in einem quer zur Feldebene verlaufenden Schnitt auf den Ecken eines
gedachten gleichseitigen Dreiecks angeordnet.
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Die Abstützung des Anlagenfeldes erfolgt über Stützen 26 am Leistungsschal-ter
13 und Wandlergehäuse 11.
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In den Figuren 2 und 3 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen. Die Kapselung der Anlage besteht aus im wesentlichen zylindrischen Gehäuseteilen,
deren Längsachsen in der Feldebene liegen. Die Gehäuse der Gerate können flanschseitig
vorteilhaft mit geeigneten, an sich bekannten Isolierkörpern gasdicht geschottet
sein, so daß sich mehrere Teilräume der Gasisolierung ergeben.
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In Fig. 4 ist in einem Aufriß eine metallgekapselte, druckgasisolierte
Hochspannungsschaltanlage schematisch gezeichnet die zum Anschluß an eine dreipolige
Sammelschiene 1 bestimmt ist. An die Sammelschiene 1 schließt sich ein Trenn-Erderschaltgeret
7 an das in Verlängerung seiner Achse mit einem Strom- und Spannungswandlergerät
11 verbunden ist. Mit dem
Wandlergerät 11 ist der Icistunsschalter
13 in dreipolig gekapselter Ausführi'ng verbunden, der seinerseits quer zu seiner
Längsrichtung über ein Trenn- und Erdung5schaltgercit 17 mit einem lfabelabgangsgertit
19 verbunden ist.
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Die Figur 5 zeigt eine etwas andere Ausführungsform einer metallgekapselten,
druckgasisolierten Hochspannungsschaltanlage, bei der in ähnljcher Darstellung wie
in Fig. 1 die Geräteanordnung vorgenommen ist, bei der zusätzlich das Kupplungsstück
8 über ein Trennschaltgerät 7 mit einer weiteren Sammelschiene 27 verbunden ist.
Im übrigen sind gleichc Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die Figur 6 zeigt ein Kuppelfeld für ein Doppelsammeischienensystem,
während die Figur 7 ein Kuppelfeld für ein Dreifach-Sammelschienensastem zeigt (Sammelschienen-Querkupplung).
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Allen Darstellungen der Figuren 4 bis 7 ist gemeinsam, daß die dreipolig
gekapselten Anlagenteile in einer zentralen Ebene angeordnet sind, die durch die
Zeichenebene bestimmt sind. Auch hierbei sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Ein wesentlicher Vorteil der Konzeption der Anlage nach der Erfindung
ergibt sich dadurch, daß durch Verdrehen der miteinander verbundenen Kapselungsgehäuse
des Leistungsschalters 13 und des Spannungswandlers 11 um eine quer zur Gehäuselängsachse
verlaufende Achse eine andere Anwendungsmöglichkeit des Feldes gegeben ist, ohne
daß die räumlichen Abmessungen der Anlage geändert werden.
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7 Figuren 4 Ansprüche