DE4243046C2 - Schaltanlage mit einer gasisolierten Sammelschiene - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltanlage mit gasisolierter Sammelschiene, insbesondere für Mittelspannung, an die ein Schaltfeld anschließbar ist.

Bei Mittelspannungsschaltanlagen ist es erforderlich, daß einzelne an eine Sammelschiene angekoppelte Schaltfelder abgekoppelt werden können. Derartige Anlagen oder Schalt­ felder sind in sogenannter Fahrwagenausführung ausgebil­ det. Ein Herausfahren eines Schaltgerätes eines Feldes sollte auch bei Betrieb der Sammelschiene stattfinden können.

Bei Ausbildung der Schaltanlage als gasisolierte Anlage treten hier jedoch Probleme auf. Die Sammelschiene ist da­ bei von einer Kapselung umgegeben, die einen Gasraum bil­ det. Für die elektrische Verbindung eines abtrennbaren Schaltgerätes oder Schaltfeldes muß in der Gehäusewand eine Durchführung angeordnet sein, welche einen nach außen frei zugänglichen elektrischen Kontakt zum Anschluß des Schaltfeldes aufweist. Aus sicherheitstechnischen Gründen muß jedoch dieser Kontakt spannungsfrei geschaltet werden können. Daher ist es bekannt, innerhalb der Kapselung zwi­ schen Sammelschiene und Durchführung einen Trennschalter vorzusehen. Dies ist sehr aufwendig, zumal ein Antrieb und eine Steuereinrichtung für diesen zusätzlichen, nicht für Betriebshandlungen geeigneten Schalter vorgesehen sein müssen. Darüber hinaus stellen die Hilfseinrichtungen für den zusätzlichen Schalter mögliche Fehlerquellen im Gas­ raum dar, wobei die Hilfseinrichtungen nur durch Außerbetriebnahme der Anlage zu­ gänglich sind.

Aus der JP 4-42712 ist eine Schaltanlage mit gasisolierter Sammelschiene und Kapselung bekannt. Zur Demontage der Schalt­ anlage sind an Flanschen der Kapselung Faltenbälge angeordnet, durch die hindurch Verbindungsteile für ein Abgangsfeld oder Messeinrichtungen angeschlossen sind. Dies kann jedoch nur bei abgeschalteter Anlage und bei geöffneter Kapselung erfolgen. Ein Abkoppeln der Verbindungsteile für das Abgangsfeld ist während des Betriebs nicht möglich.

Aus der DE-B 23 20 744 ist eine Schaltanlage für Mittelspannung mit einer festoffisolierten Sammelschiene bekannt, bei der zum Ankoppeln eines Abgangsfeldes ein Vakuumschalter mit Faltenbalg verwendet wird. Dieser ist außen auf der Feststoffisolierung angeordnet und zwischen die Sammelschiene und das Abgangsfeld geschaltet. Er wird durch Aufstecken eines Feldsteckers akti­ viert, wodurch die elektrische Verbindung zur Sammelschiene er­ folgt. Diese Schaltanlage ist aus sicherheitstechnischer Sicht nur für eine Sammelschiene mit geringer Anlagenspannung geeignet. Ein Lösungshinweis auf die spezifischen Belange einer gekapsel­ ten Sammelschiene ist nicht gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung anzugeben, die mit einfachen Mitteln unter Berücksichti­ gung der jeweils national geltenden Sicherheitsvorschriften eine elektri­ sche Verbindung eines Schaltgerätes mit einem unter Span­ nung stehenden gasisolierten Leiter erlaubt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst.

Auf diese Weise wird eine Anordnung von Antriebsmitteln innerhalb des Gasraumes gänzlich vermieden. Der Antrieb erfolgt von außerhalb der Kapselung durch das Heran­ führen des jeweiligen Leitungsanschlusses des Schaltfeldes. Da mit dieser elektrischen Verbindungsstelle oder Trennstelle keine Betriebsschalthandlungen vorgenommen werden, kann die Anordnung in ihren elek­ trischen Werten auch besonders einfach bemessen wer­ den. Das Trennen des Leitungsanschlusses kann gegebe­ nenfalls auch dann erfolgen, wenn die elektrische Leitung unter Spannung steht. Das außerhalb der Anordnung frei­ liegende Leiterteil ist dabei in seiner Ruheposition spannungsfrei und daher auch berührungssicher.

Für eine gute elektrische Verbindung weist die elektrische Leitung ein Kontaktteil auf, das einem pas­ senden Gegenkontakt des Leiterteils zugeordnet ist. Auf diese Weise ist eine sichere elektrische Verbindung ge­ geben. Dabei kann zumindest das Leiterteil beweglich gas­ dicht geführt sein. Alternativ kann auch das Leiterteil zusammen mit der Leiterdurchführung beweglich gasdicht in der Kapselung angeordnet sein. Dadurch ist der Anteil von beweglichen Teilen bei der Anordnung auf ein Minimum reduziert.

Zum Bilden einer vorgebbaren Ruheposition können Federmittel vorgesehen sein. Damit ist ein Verharren des beweglichen Teils in einem spannungslosen Zustand möglich, wodurch die Betriebssicherheit nochmals gegenüber dem Stand der Technik erhöht ist. Als Federmittel eignet sich insbesondere ein Faltenbalg aus Metall. Auf diese Weise ist gleichzeitig eine gasdichte Führung des beweglichen Teils gegeben.

Zur weiteren Erhöhung der Betriebssicherheit kann eine Erdungsvorrichtung vorgesehen sein, die das Leiterteil in der Ruheposition erdet. Dadurch ist erheblich verbesserter Führungsschutz gegeben. Zum Verhindern einer unzulässigen Betätigung können auch Verriegelungsmittel vorgesehen sein, so daß die Anordnung nur betätigt werden kann, wenn ein passender Leitungsanschluß an die Leiterdurchführung herangeführt wird. Zusätzliche Sensoren zum Erfassen von Betriebszuständen sind möglich. Diese können mit einer übergeordneten Überwachungseinrichtung verbunden werden. Gegebenenfalls kann das bewegliche Leiterteil Teil einer Vakuumschaltröhre sein. Auf diese Weise ist der Gasraum völlig frei von beweglichen Teilen, wobei die beweglichen Mittel von einem Standardteil gebildet werden. Bevorzugt ist die elektrische Leitung als Sammelschiene ausgebildet. Die Erfindung umfaßt im weiteren eine Durchführung, die zum Bilden der obengenannten Anordnung dient. Die Reali­ sierung der Anordnung wird dadurch besonders einfach.

Weitere Ausbildungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil einer gasisolier­ ten Schaltanlage in der Ruhe- oder Trennstellung, und

Fig. 2 die Schaltanlage in der eingefahrenen Stellung.

In der rohrförmigen Kapselung 3 einer Schaltanlage 1 ist ein Teil eines Leiters, insbesondere eine Sammelschiene 5, gezeigt. Die Kapselung 3 kann dabei einen beliebigen Querschnitt, z. B. rund oder rechteckig, aufweisen. An die Sammel­ schiene 5 soll ein Leitungsabgang oder ein Schaltfeld angeschlossen werden. Die Sammelschiene 5 weist dazu ein Kontaktteil 7 auf. Diesem zugeordnet ist ein passender Gegenkontakt 9 einer Durchführung 11, welche gasdicht in der Wandung der Kapselung 3 geführt ist. Sie umfaßt dazu einen Flansch 13, welcher über einen Faltenbalg 15 gas­ dicht mit der Wandung der Kaspelung 3 verbunden ist. Für eine präzise Führung sind zwischen dem Flansch 13 und der Kapselung 3 Führungsmittel 17 vorgesehen. Ein Außenanschluß 21 ist über ein in der Durchführung 11 befindliches Leiterteil 50 elektrisch mit dem Gegenkontakt 9 verbunden.

Zusätzlich kann die Durchführung 11 an ihrem Gegenkontakt 9 eine Erdungsvorrichtung 19 aufweisen, welche den Gegen­ kontakt 9, und damit den Außenanschluß 21 auf Erdpoten­ tial legt. Dies geschieht dadurch, daß in der Ruhe- oder Trennstellung die Erdungsvorrichtung 19 in Kontakt mit einem Erdungsanschluß 23 an der Kapselung steht. Damit ist der Außenanschluß 21 geerdet und daher berührungssicher.

Zum Anschließen des (nicht dargestellten) Schaltfeldes oder einer Leitung an die Sammelschiene 5 wird nun ein zur Durch­ führung 11 bzw. zum Außenanschluß 21 passendes, am Schalt­ feld angeordnetes Anschlußteil 25 (gemäß Fig. 2) an die Schaltanlage 1 herangeführt. Das Anschlußteil 25 ist dabei einerseits mechanisch als Führungsteil und elektrisch als elektri­ scher Kontakt ausgebildet. Es weist dazu einen Anschluß­ kontakt 27 auf.

Fig. 2 zeigt die Anordnung in der eingefahrenen Stellung. Das Anschlußteil 25 sitzt dabei fest auf der Durchführung 11, wobei der Anschlußkontakt 27 mit dem Außenanschluß 21 in elektrischem Kontakt steht. Durch das Heranführen des Anschlußteils 25 wird der Faltenbalg 15 zusammengedrückt und der Gegenkontakt 9 zum Kontaktteil 7 geführt. Die Erdungsvorrichtung 19 ist vom Erdungsanschluß 23 getrennt. Die elektrische Verbindung des Schaltfeldes mit der Sammel­ schiene 5 ist hergestellt. Um die mechanische Belastung der Sammelschiene 5 durch die Kontaktierung zu verringern, kann diese durch einen Stützer 29 gegen die Kapselung 3 mechanisch abgestützt sein.

Die Führung der Durchführung 11 in der Wand der Kapse­ lung 3 muß gasdicht sein und kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Bevorzugt sollten auch Federmittel eingesetzt sein, so daß die Durchführung 11 im Ruhezustand in der Trennposition steht. Hierfür eignet sich insbeson­ dere der Faltenbalg 15, welcher in metallischer Ausfüh­ rung federnde Eigenschaften besitzt und mit der Kapselung 3 und dem Flansch 5 gasdicht verschweißt ist.

Weiterhin können nicht näher gezeigte Verriegelungsmittel vorgesehen werden, so daß die Durchführung 11 nur bei Her­ anführen eines geeigneten oder zulässigen Anschlußteils 25 eines Schaltfeldes oder Schaltgeräts betätigt werden kann. Es sind auch elektrische Überwachungseinrichtungen möglich, z. B. Meldekontakte, die eine korrekte oder fehlerhafte Funktion der Vorrichtung signalisieren.

Die gezeigte Vorrichtung ist in ihrem Aufbau besonders ein­ fach und benötigt keinerlei Antriebsmittel. Insbesondere ist der Anteil an beweglichen Teilen innerhalb der Kapse­ lung 3 äußerst gering, so daß eine besonders hohe Zuver­ lässigkeit im Betrieb erwartet werden kann. Sollte dennoch beispielsweise ein Verklemmen der Vorrichtung vorliegen, so daß die Trennstellung Fig. 1 nicht erreicht werden kann, so kann zwischen dem Anschlußteil 25 und der Vorrichtung selbst ein Mitnehmer vorgesehen werden, so daß durch eine äußere Krafteinwirkung der Gegenkontakt 9 aus dem Kontakt­ teil 7 herausgezogen werden kann.

Es sind jedoch auch Ausführungen denkbar, bei denen bei­ spielsweise ein Vakuumschalter innerhalb der Kapselung 3 angeordnet oder auch in die Durchführung 11 integriert ist.

Claims (11)

1. Schaltanlage mit einer gasisolierten Sammelschiene (5), die in einer Kapselung (3) angeordnet ist, welche außen an ihrer Wandung einen Faltenbalg (15, 15a) aufweist, mit dessen Hilfe ein Leiterteil (50) elektrisch isoliert und gasdicht hindurchgeführt ist, wobei das Leiterteil (50) zum Anschluß eines Abgangfeldes mit der Sammelschiene (5) elektrisch verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Leiterteil (50) mittels des Faltenbalges (15) unter Beibehaltung der Gas­ dichtigkeit sich beweglich in die Kapselung (3) erstreckt und dort mit der Sammelschiene (5) verbindbar angeordnet ist, daß das Leiterteil (50) außerhalb der Kapselung (3) einen Außen­ anschluß (21) zum Anschluß des Abgangsfeldes aufweist, und daß mittels eines Anschlußteils (25) für das Abgangsfeld durch Krafteinwirkung auf das Leiterteil (50) beim Anschluß des Abgangfeldes die elektrische Verbindung hergestellt ist.

2. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der Sammelschiene (5) ein zu einem Gegenkontakt (9, 9a) des Leiterteils (50) passendes Kontaktteil (7, 7a) angeordnet ist.

3. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (15, 15a) als Federmittel ausgebildet ist, das in einer Ruheposition verharrt.

4. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das Lei­ terteil (50) Federmittel zum Verharren in einer Ruheposition aufweist.

5. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Er­ dungsvorrichtung (19) zum Erden des Leiterteils (21) in der Ruheposition vorgesehen ist.

6. Schaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ver­ riegelungsmittel gegen eine unzulässige Betätigung vorgesehen sind.

7. Schaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ mindest ein Sensor zum Erfassen einer Betriebsstellung des Leiterteils (50) vorgesehen ist, welcher mit einer Über­ wachungseinrichtung verbindbar ist.

8. Schaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Leiterteil (50) Teil einer Vakuumschaltröhre (33) ist.

9. Schaltanlage nach Anspruch 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß des Abgangsfeldes in der Ruheposition gelöst werden kann.

10. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des Faltenbalges (15) auf einer Öffnung in der Kapselung (3) befestigt ist.

11. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß das Leiter­ teil (50) mit einer Durchführung (11) und einem Flansch (13) am freien Ende des Faltenbalges (15) befestigt ist.