DE3412324A1 - Gasdicht gekapselte, gasisolierte mittelspannungsschaltanlage - Google Patents

Description

• Gasdicht gekapselte, gasisolierte Mittelspannungsschaltanlage Die Erfindung bezieht sich auf eine mittels aneinandergefügter rohrförmiger Formkörper und angegliederter Verschlußteile gasdicht gekapselte, gasisolierte Mittelspannungsschaltanlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 des Deutschen Patentes (Patentanmeldung P 33 13 192.9), bei welcher ein an das freie Ende eines stromabgangsseitigen rohrförmigen Formkörpers angrenzendes Verschlußteil als ein ein- oder mehrteiliges, im letzteren Falle lösbar zusammengefügt es Formteil mit wenigstens einem starr, druckdicht und isoliert gehaltenen, das Formteil durchdringenden Stromleiterelement ausgebildet ist, welch letzteres sowohl auf seinem ins Kapselungsinnere weisenden Ende als auch auf seinem entgegengesetzten, zur freien Atmosphäre herausgeführten Ende Anschlußkontaktstellen in Form von Kontaktbuchsen oder Kontaktstiften aufweist und im übrigen von einem Stromwandler umgeben ist.
• Das Hauptpatent stellt sich der Aufgabe, für eine gasdicht gekapselte, gasisolierte Mittelspannungsschaltanlage eine besonders platzsparende Anordnung insbesondere des Stromwandlers anzugeben, welche zudem sowohl hinsichtlich des Teileaufwandes als auch des Montage-und Demontageaufwandes einfach und dazu kostensparend ist. Außerdem ist es unter anderem wünschenswert, die Anschlußtechnik vom Sammelschienen-System bzw. vom innerhalb der Kapselung gelegenen Leistungsschalter über eine druckdichte Durchführung durch die Kapselung bis hin zum außerhalb der Kapselung gelegenen, stromabgangsseitigen Kabel- bzw. Stromschienen-System bei der zu findenden Aufgabenlösung zu berücksichtigen, d.h., die Anschlußtechnik möglichst montagefreundlich zu gestalten, ohne die gebotene Sicherheit zu beeinträchtigen.
• Diese Aufgabenstellung wird insgesamt durch die im Haupt patent genannten und beanspruchten Maßnahmen und Mittel zufriedenstellend gelöst, wobei allerdings die Platzerfordernisse bezüglich der außerhalb der Kapselung gelegenen Anschlußtechnik mit zunehmendem Leistungsniveau der Schaltanlage sehr zunehmen. Bei für große Stromstärken ausgelegten Anlagen der genannten Art waren deshalb spezielle Kabelanschlußfelder notwendig oder stattdessen stark verbreitete Schaltfelder, die - um bei einem vorgegebenem Rastermaß von beispielsweise 600 mm zu bleiben - nun doppelt so breit ausgeführt werden müssen .... also 1200 mm. Diese Verbreiterungen waren vor allem deshalb notwendig, weil die hohen Stromstärken querschnittsstarke Anschlußkabel erfordern und derart dimensionierte Kabel wenig flexibel sind und große Biegeradien erfordern. Stattdessen konnten auch mehrere Kabel pro Phase Verwendung finden, wobei aber aufwendige und viel Raum erfordernde Verteilerarmaturen notwendig würden. Die Folge dieser Gegebenheiten ist, daß die Platzeinsparungen, die durch die im Hauptpatent genannten Mittel und Maßnahmen erzielbar sind, durch die platzaufwendigen Kabelanschlüsse nicht hinreichend zum Tragen kommen.
• Der vorliegenden Weiterbildung des Gegenstandes des Hauptpatentes liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Nachteile wenigstens zu mindern, d.h. also in erster Linie Raumeinsparungen im Kabelabgangsbereich zu erzielen.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, das an das freie Ende jedes stromabgangsseitigen rohrförmigen Formkörpers angrenzende Verschlußteil so auszugestalten, daß das zur freien Atmosphäre gerichtete stromabgangsseitige Ende des das Verschlußteil durchsetzenden Stromleiterelementes in wenigstens zwei Anschlußkontaktstellen einmündet, anstatt nur eine solche AnschluRkontaktstelle vorzusehen. Dieses hat den bemerkenswerten Vorteil, daß anstatt eines querschnittsstarken Kabels nunmehr zwei oder noch mehr entsprechend dünnere Kabel angeschlossen werden können. Zwei oder mehrere dünne Kabel sind nicht nur leichter zu verlegen und anzuschließen, sondern haben auch einen geringeren Platzbedarf und zwar deshalb, weil sie sich dem vorhandenen Freiraum wesentlich besser anzupassen vermögen als dieses bei dicken Kabeln der Fall ist. Außerdem bieten sie den Vorteil einer höheren spezifischen Belastbarkeit, weil die Abgabe der Verlustleistung an die Umgebung besser ist. Hierdurch ist nun auch eine gewisse Materialeinsparung erzielbar.
• Einer vorteilhaften Ausgestaltung des genannten Gedankens zufolge wird vorgeschlagen, das an den rohrförmigen Formkörper angrenzende Verschlußteil mit einer etwa quer bzw. rechwinkelig zur Längsachse des Formkörpers verlaufenden leistenartigen Anformung auszustatten, in welcher die mit dem Stromleiterelement verbundenen Anschlußkontaktstellen in Richtung des Längsverlaufes der genannten Anformung nebeneinander bzw. hintereinander gelegen sind. Auf diese Weise ist jede einzelne der Anschlußkontaktstellen zugänglich und der gesamte Anschlußkomplex am Verschlußteil gut zu übersehen.
• Stattdessen kann aber an das Verschlußteil auch eine etwa quer bzw. rechtwinkelig zur Längsachse des Formkörpers abgewinkelte stutzenartige oder konusförmige Anformung vorgesehen werden, an deren Stirnfläche die mit dem Stromleiterelement verbundenen Anschlußkontaktstellen nebeneinander und/oder auch untereinander angeordnet sein können. Bei einer derartigen Ausbildung werden die an die Anschlußkontaktstellen heranzuführenden Kabel also angenähert rechtwinkelige zur Längsachse des Formkörpers dem Verschlußteil zugeführt, was - je nach Lage der ganzen Kapselungskonstruktion - besonders platzsparend sein kann. Gemäß einer speziellen Ausgestaltung des zuletzt genannten Gedankens wird vorgeschlagen, die Stirnfläche der stutzenartigen bzw.
• konusförmigen Anformung mit einer diese Stirnfläche aufteilenden Abstufung auszubilden und sowohl im vorspringenden als auch im zurückspringenden Stirnflächenbereich Anschlußkontaktstellen vorzusehen, wobei die Höhe der Abstufung wenigstens geringfügig größer ist als der Platzbedarf von Winkel-Steckanschlußelementen, die in die Anschlußkontaktstellen im zurückspringenden Stirnflächenbereich einfügbar sind. Auf diese Weise ist eine besonders kompakte Bündelung von mehreren Kabeln und somit eine große Platzersparnis zu erzielen.
• Die mit dem Stromleiterelement verbundenen Anschlußkontaktstellen können nun sowohl als Buchsenanschlüsse mit einem konischen Führungsbereich und einem daran anschließenden zylindrischen Kontaktbereich ausgebildet sein, als auch als Stiftanschlüsse mit einem vorzugsweise versenkt eingeformten konischen Stiftteil und einem innerhalb des Stiftteiles gelegenen, über eine Öffnung zugänglichen Buchsenanschluß zur Kontaktierung des vom Kabelleiter ausgehenden Kontaktteiles. Derartige Ausbildungen der Anschlußkontaktstellen haben sich bereits bewährt in Anlagen mit geringerem Leistungsniveau.
• Schließlich wird vorg.eschlagen, die konusförmige oder leistenartige Anformung bzw. die winkelstutzenartige Anformung am Verschlußteil außer mit den bereits erwähnten Anschlußkontaktstellen für Leistungsanschlüsse auch mit solchen Anschlußstellen auszustatten, die dem Anschluß bzw. der Prüfung von vom Verschlußteil aufgenommenen Wandlern (d.h. Strom- oder Spannungswandlern) dienen. Auf diese Weise können gesonderte Verbindungselemente innerhalb des Schaltfeldes oder am besagten Verschlußteil vermieden werden. Übrigens finden- für die genannten Prüfzwecke bzw. für den Wandleranschluß in der Regel die kleinsten genormten Mittelspannungsstecker Anwendung.
• Anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen und der nachfolgenden Beschreibung hierzu sollen der dieser Zusatzanmeldung zugrundeliegende Grundgedanke und seine Ausgestaltungsmöglichkeiten noch einmal veranschaulicht und erläutert werden.
• Es zeigt: Fig. 1 eine Frontansicht auf ein Verschlußteil für einen rohrförmigen Formkörper, Fig. 2 eine seitliche Sicht, teilweise im Schnitt, auf das in Fig. 1 dargestellte Verschlußteil, Fig. 3 eine frontseitige Sicht in ein Schaltfeld mit Kabelabgängen, Fig. 4 eine seitliche Sicht in das in Fig. 3 dargestellte - offene - Schaltfeld, Fig. 5 einen Schnitt durch ein anderes, sich aus zwei Isolierstoffteilen zusammensetzendes Verschlußteil mit stirnseitigen AnschluRkontaktstellen und Fig. 6 eine schematisierte Sicht auf die Stirnseite des in Fig. 5 gezeigten Verschlußteiles.
• Die F i g u r 1 zeigt also die Frontansicht auf ein Verschlußteil 10, wie es im Prinzip bereits im Hauptpatent eingehend erläutert worden ist, allerdings hier nun mit einer leistenartigen Anformung 11, welche von einem unter anderem einen Stromwandler enthaltenden Grundkörper 12 ausgeht. Ein Flanschkragen 13 dient der dichtenden Verbindung mit einem die Kapselung bildenden rohrförmigen Formkörper, welcher jedoch aus dieser Darstellung nicht zu entnehmen ist. Erkennbar ist, daß sowohl der Grundkörper 12 als auch die leistenartige Anformung zur Längsachse 14 des Verschlußteiles 10 im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Schräglage aufwei- sen.
• Die F i g u r 2 zeigt eine seitliche Sicht auf das in Figur 1 dargestellte Verschlußteil 10, wobei die leistenartige Anformung 11 geschnitten dargestellt ist.
• Der Verlauf des Schnittes A-B ist der Figur 1 zu entnehmen, wobei anzufügen ist, daß der dort schräg verlaufende Schnitt in dieser Figur 2 in die Zeichnungsebene gedreht worden ist. Erkennbar sind zwei Buchsenanschlüsse 15 und 16 für die Aufnahme von (nicht dargestellten) Leistungskabeln bzw. Steckerteilen solcher Leistungskabel. Diese Buchsenanschlüsse 15 und 16 gleichen einander und weisen jeweils einen konischen Führungsbereich 17 sowie einen daran anschließenden zylindrischen Kontaktbereich 18 auf, welch letzterer von jeweils einer Kontaktbuchse 19 gebildet wird. Diese Kontaktbuchsen 19 stehen in leitender Verbindung mit einem Stromleiterelement 20, welches sich im vorliegenden Falle aus mehreren zusammengefügten Einzelelementen zusammensetzt, wozu sich hier jedoch nähere Ausführungen erübrigen. Angemerkt sei lediglich, daß dasjenige Ende des Leiterelementes 20, welches in das Innere der (hier nicht angedeuteten) Kapselung führt, in dieser Darstellung sichtbar ist. Außerdem sei erwähnt, daß das in der Darstellung nach rechts weisende und mit den Kontaktbuchsen 19 leitend verbundene Ende des Stromleiterelementes 20 jenseits der Schnittebene gelegen ist, zum besseren Verständnis jedoch in der Schnittdarstellung voll sichtbar eingezeichnet worden ist.
• Ein weiterer Buchsenanschluß 21, enthaltend ebenfalls einen konischen Führungsbereich 22 sowie eine Kontaktbuchse 23, dient dem Abgriff von Wandlerdaten des im Grundkörper 12 angeordneten (wie bereits erwähnt: nicht angedeuteten) Stromwandlers bzw. eines Spannungswand- lers, d.h. also Meß- und Prüfzwecken. Dieser Buchsenanschluß 21 ist, wie erkennbar, deutlich kleiner ausgebildet als die Buchsenanschlüsse 15 und 16 für die Leistungsabführ. Erwähnt schließlich sei ein aus dem Grundkörper 12 austretendes mehradriges Kabel 24, welches zu einem (ebenfalls nicht erkennbaren) Spannungswandler führt.
• Die Anwendung von Verschlußteilen, wie ein solches aus den Figuren 1 und 2 zu entnehmen ist, veranschaulicht die F i g u r 3 . Diese Darstellung zeigt eine frontseitige Sicht in ein Schaltfeld 25, welches mit einer Anzahl von Kapselungselementen bestückt ist. Erkennbar sind Kapselungselemente 26, 27 und 28 für ein Sammelschienensystem, weiterhin Kapselungselemente 29, 30, 31 für den einzelnen Phasen zugeordnete Leistungsschalter und schließlich diese letztgenannten Kapselungselemente 29, 30, 31 abschließende Verschlußteile 32, 33 und 34, welche demjenigen gemäß den Figuren 1 und 2 entsprechen.
• Erkennbar sind hier nun auch den Verschlußteilen 32 bis 34 bzw. genauer: deren Anformungen, die hier nicht gesondert beziffert sind, zugeführte Abgangskabel 35, 36 und 37 für den Leistungsanschluß sowie - deutlich kleiner - Anschlußkabel 38, 39 und 40 für die bereits erwähnten Stromwandler.
• Aus dieser Darstellung ist nun auch zu entnehmen, weshalb der Grundkörper 12 und die leistenartige Anformung 11 des Verschlußteiles 10 (siehe die Figuren 1 und 2) die zunächst eigen anmutende Schräglage zur in der Figur 1 angedeuteten Längsachse 14 haben, nämlich um eine möglichst einfache und weitgehende geradlinige raumsparende Kabelführung zu erzielen.
• Diese Figur 3 veranschaulicht im übrigen, wie kompakt die Bestückung des Schaltfeldes 25 ausgeführt ist, d.h.
• das Volumen dieses Schaltfeldes 25 ist besonders raumsparend ausgenutzt.
• Den letztgenannten Eindruck vermittelt auch die in F i g u r 4 gezeigte Seitensicht in das Schaltfeld 25.
• Die Bezifferung der Kapselungselemente und Verschlußteile entspricht hierbei derjenigen in Figur 3. Zu erwähnen ist, daß zu den Verschlußteilen 32, 33 und 34 jeweils zwei oder ggf. noch mehr Leistungskabel 35 bzw.
• 36 bzw. 37 geführt sind. Dieses Leistungskabel-Paare bzw. -Gruppen können nun entweder zu ein- und demselben Verteilernetz geführt werden, stattdessen aber auch zu unterschiedlichen Netzen, womit - und auch das ist ein wichtiger Vorteil des Gegenstandes dieser Anmeldung -den Verschlußteilen 32, 33 und 34 gleichzeitig eine Art Verteilerfunktion zugeordnet sein kann.
• Ohne den Erfindungsgedanken bzw. Weiterbildungsgedanken zu verlassen, können die zur Rede stehenden Verschlußteile aber auch durchaus anders ausgebildet werden als es beim bisher erläuterten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Dieses veranschaulichen die F i g u r e n 5 und 6. Hierbei zeigt die Figur 5 einen Schnitt durch ein Verschlußteil 41, welches an einem (abgebrochen angedeuteten) rohrförmigen Formkörper 42 einer Kapselung angeordnet ist. Ein das Verschlußteil durchsetzendes mehrteiliges Stromleiterlement 43 ist hierbei leitend mit einem Leistungsschalter 44 verbunden. Dieses Verschlußteil 41 setzt sich seinerseits zusammen aus einem Grundkörper 45, in welchem ein Stromwandler 46 integriert, ist und aus einem Formteil 47 mit einer winkelstutzenartigen Anformung 48. Diese winkelstutzenartige Anformung 48 weist auf ihrer freien Stirnseite eine Abstufung innerhalb der Stirnfläche auf, d.h. sie hat einen vorspringenden Stirnflächenbereich 49 und einen zurückspringenden Stirnflächenbereich 50. In jedem dieser beiden Stirnflächenbereiche 49 und 50 sind zwei Anschlußkontaktstellen eingeformt, was aüs der Figur 6 hervorgeht. Diese Figur 6 stellt eine weitgehend schematisierte Sicht auf die freie Stirnseite des Formteiles 47 bzw. auf dessen winkelstutzenartige Anformung 48 dar.
• Angedeutet sind hier die Anschlußkontaktstellen 51 und 52 im vorspringenden Stirnflächenbereich 49 sowie die weiteren Anschlußkontaktstellen 53 und 54 im zurückspringenden Stirnflächenbereich 50. Die genauere Ausbildung dieser Anschlußkontaktstellen ist wieder der Figur 5 zu entnehmen. Diese Anschlußkontaktstellen 51 bis 54 sind als sogenannten Außenkonusanschlüsse ausgebildet, d.h. sie weisen versenkt eingeformte konische Stiftteile 55 bzw. 56 auf, welche mit Öffnungen 57 und darin angeordneten Kontaktbuchsen 58 ausgestattet sind. Diese Kontaktbuchsen 58 sind ihrerseits über Leiterelemente 59 bzw. 60 mit dem Stromleiterelement 43 verbunden bzw.
• Mitbestandteil dieses mehrteiligen Stromleiterelementes 43.
• In dieser Schnittdarstellung sind nun auch zwei der den Anschlußkontaktstellen 51 bis 54 zuzuführenden Steckerteile 61 und 62 - im Schnitt - dargestellt. Es handelt sich hierbei um Winkelstecker, welche mit Leistungskabeln 63 bzw. 64 in bekannter Weise verbunden und sodann in die zugeordneten Anschlußkontaktstellen einfügbar sind. Hierbei ist die Abstufung zwischen den beiden Stirnflächenbereichen 49 und 50 so gewählt, daß das Steckerteil 62 vom Steckerteil 61 nicht behindert wird und auch das letztgenannte Steckerteil seinerseits nicht behindert. Lediglich die Reihenfolge der Montage bzw.
• der Demontage ist durch diese abgestufte Stirnfläche vorbestimmt, d.h. zunächst müssen die Steckerteile im zurückspringenden Stirnflächenbereich 50 und sodann erst die übrigen beiden Steckerteile montiert werden. Das Abziehen der Steckerteile hat dementsprechend in umgekehrter Reihenfolge zu erfolgen.
• Angemerkt sei, daß die beiden in Figur 5 erkennbaren Steckerteile 61 und 62 geringfügig unterschiedlich ausgebildet sind, insbesondere in ihrem konischen Buchsenbereich. Auch die Ausformungen um die vorhin genannten konischen Stiftteile 55 und 56 sind unterschiedlich. Dieses kann bewußt so gewählt werden, um Kabelvertauschungen zu vermeiden. Andererseits ist es natürlich auch möglich, sowohl diese Ausformungen als auch die Steckerteile völlig gleich auszubilden, zumal sie ohnehin stets dem gleichen Potential zugeordnet werden.
• Nicht gezeigt in den Figuren 5 und 6 sind weitere Anschlußstellen, beispielsweise für den bereits genannten Stromwandler 46. Solche Anschlußstellen sind beispielsweise seitlich der winkelstutzenartigen Anformung 48 anordenbar, sehr wohl aber auch in (hier nicht gezeigten) Verbreiterungen der Stirnflächenbereiche 49 und 50.
• Wie bereits zum Ausdruck gebracht, handelt es sich bei den in den Zeichnungen dargestellten Konstruktionen um Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens bzw. des Weiterbildungsgedankens der im Hauptpatent behandelten Erfindung. Mannigfache Abwandlungen in der konstruktiven Ausgestaltung und auch in der Formgebung sind hierbei denkbar oder aus anderen konstruktiven Gesichtspunkten geboten, ohne hierbei den Grundgedanken zu verlassen zu müssen.

Claims (1)

1. Ansprüche 1. Mittels aneinandergefügter rohrförmiger Formkörper und angegliederter Verschlußteile gasdicht gekapselte, gasisolierte Mittelspannungsschaltanlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 des Hauptpatentes (dt. Patentanmeldung P 33 13 192.9), bei welcher ein an das freie Ende eines stromabgangsseitigen rohrförmigen Formkörpers angrenzendes Verschlußteil als ein ein- oder mehrteiliges, im letzteren Falle lösbar zusammengefügtes Formteil mit wenigstens einem starr, druckdicht und isoliert gehaltenen, das Formteil durchdringenden Stromleiterelement ausgebildet ist, welch letzteres sowohl auf seinem ins Kapselungsinnere weisenden Ende als auch auf seinem entgegengesetzten, zur freien Atmosphäre herausgeführten Ende Anschlußkontaktstellen in Form von Kontaktbuchsen oder Kontaktstiften aufweist und im übrigen von einem Stromwandler umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zur freien Atmosphäre gerichtete stromabgangsseitige Ende des Stromleiterelementes (20; 43 + 59, 69) in wenigstens zwei Anschlußkontaktstellen (15, 16; 51...54) einmündet.

   2. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das an den rohrförmigen Formkörper angrenzende Verschlußteil (10) eine etwa quer bzw. rechtwinkelig zur Längsachse (14) des Formkörpers verlaufende leistenartige Anformung (11, 12) aufweist, in welcher die mit dem Stromleiterelement (20) verbundenen Anschlußkontaktstellen (15, 16) in Richtung des Längsverlaufes der Anformung nebeneinander gelegen sind.

   (Fig. 2) 3. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das an den rohrförmigen Formkörper (42) angrenzende Verschlußteil (41) eine etwa quer zur Längsachse des Formkörpers abgewinkelte stutzenartige Anformung (48) aufweist, an deren Stirnfläche (49, 50) die mit dem Stromleiterelement (43) leitend verbundenen Anschlußkontaktstellen (51...54) nebeneinander und/oder untereinander gelegen sind.

   (Fig. 5 und 6) 4. Schaltanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche der abgewinkelten stutzenartigen Anformung eine diese Stirnfläche aufteilende Abstufung aufweist, wobei sowohl im vorspringenden (49) als auch im zurückspringenden (50) Stirnflächenbereich Anschlußkontaktstellen (51...54) vorgesehen sind und die Höhe der Abstufung wenigstens geringfügig größer ist als der Platzbedarf von Winkel-Steckanschlußelementen (61, 62), die in die Anschlußkontaktstellen (53, 54) im zurückspringenden Stirnflächenberiech (50) einfügbar sind.

   (Fig. 5) 5. Schaltanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Stromleiterelement (20) verbundenen Anschlußkontaktstellen (15, 16) als Buchsenanschlüsse mit einem konischen Führungsbereich (17) und einem daran anschließenden zylindrischen Kontaktbereich (18) ausgebildet sind.

   (Fig. 2) 6. Schaltanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Stromleiterelement (43) führenden Anschlußkontaktstellen (51...54) als Stiftanschlüsse mit einem vorzugsweise versenkt eingeformten konischen Stiftteil (55, 56) und einem innerhalb des Stiftteiles gelegenen, über eine Öffnung (57) zugänglichen Buchsenanschluß (58) ausgebildet sind.

   (Fig. 5) 7. Schaltanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die leistenartige Anformung (11) (gemäß Anspruch 2) bzw. die abgewinkelte stutzenartige Anformung (48) am Verschlußteil (10 bzw.

   41) (gemäß Anspruch 3 oder 4) außer mit Anschlußkontaktstellen für Leistungsanschlüsse auch mit Anschlußstellen (21) für vom Verschlußteil aufgenommene Wandler (Stromwandler und/oder Spannungswandler gemäß Hauptpatent) ausgestattet ist.

   (Fig. 2)