DE641963C

DE641963C - Metallummantelte elektrische Schaltanlage

Info

Publication number: DE641963C
Application number: DER87578D
Authority: DE
Original assignee: A Reyrolle and Co Ltd
Current assignee: A Reyrolle and Co Ltd
Priority date: 1932-03-24
Filing date: 1933-03-24
Publication date: 1937-02-24
Also published as: GB398891A; FR753024A; US2009333A; GB398890A; GB398889A; US2009335A; US2009334A

Description

Die Erfindung bezieht sich, auf metällummantelte elektrische Schaltanlagen für Höchstspannungen. Bei diesen Anlagen ist es erforderlich, die metallummantelte Vorrichtung, ζ. Β. einen Leistungsschalter, eine Drossel, einen Transformator o. dgl., die in einem mit Isolierflüssigkeit gefüllten Kessel angeordnet ist, zu Untersuchungen u. dgl. zugänglich, zu machen. Hierzu muß die Vorrichtung, für die im folgenden beispielsweise immer nur ein Leistungsschalter angeführt werden soll, von spannungsführenden Teilen abgetrennt werden. Dazu hat man in ihrer Längsrichtung bewegbare isolierte Leiter in einem zwischen Kessel und Sammelschienen bzw. Abzweigleitungskammer angeordneten und mit Isolierflüssigkeit gefüllten Rohr benutzt.

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Bewegung dieses in der Längsrichtung verschiebbaren Leiters. Bei bekannten Schaltanlagen dieser -Art hat man zur Bewegung des Leiters einen mechanischen Antrieb verwendet. Dieser Antrieb verlangte eine sehr lange mittlere und geerdete Hülle für den beweglichen Leiter, an die sich lange Außenteile an jedem Leiterende anschließen mußten, um bei Höchstspannungen Überschläge bei allen Stellungen des Leiters anzuschließen. Bei Höchstspannungsschaltwerken für große Leistungen ergaben sich dadurch außerordentlich große Abmessungen. Gemäß der Erfindung erfolgt die Bewegung des Leiters hydraulisch durch Änderungen des Druckes an beiden Enden des den Schalterkessel und die Schienenkammer verbindenden Rohres. Hierdurch werden nicht allem, eine überraschende Verringerung der Abmessungen und des Gewichts des Schaltwerkes für die höchsten Leistungen und eine große bauliehe Vereinfachung erzielt, sondern es wird auch gegenüber dem mechanischen Antrieb eine wesentliche Verringerung des für die Bewegung erforderlichen Energieaufwandes erreicht, ferner werden Schwierigkeiten, die beim mechanischen Antrieb durch Bildung von Hohlräumen in den durch Isolierflüssigkeit gefüllten Kammern entstehen, beseitigt.

An. sich ist es auf anderen Gebieten bekannt, Schaltglieder durch Druckluft oder Druckflüssigkeit zu bewegen. Bei metallummantelten Schaltanlagen ergeben sich, wie angeführt, außerordentlich wesentlich und große technische Fortschritte.

Die Erfindung' ist durch die Zeichnung in einigen Ausführungsbeispielen wiedergegeben, und zwar zeigt

Abb. ι im Aufriß (Schalterkessel im Schnitt) eine Anlage mit Leistungsschalter einer Schienenkammer und einer Speiseleitungskammer,

Abb. 2 einen in größerem Maßstab gehaltenen Längsschnitt durch das den verschiebbaren Leiter enthaltende Rohr zwischen Schienen oder Speiseleiterkammer und Kessel,

Abb. 3 einen Schnitt nach der Linie IH-III del- Abb. 2,

Abb. 4 einen senkrechten Teilschnitt durch

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eine Ausführung, bei der der verschiebbare Leiter mit einer Doppelschienenanordnung zusammenarbeitet.

Abb. 5 bis 7 zeigen andere Ausführungen.

von Mehrfachschienenanlagen, ebenfalls in senkrechten Schnitten.

Bei der Ausführung nach Abb. 1 bis 3 ist in einem ölgefüllten Kessel 1 ein Leistungsschalter 2 angeordnet. Die Eontaktbrücke 3 dieses Schalters ist durch ein am Kesseldeckel 4 angebrachtes Getriebe 5 bewegbar. Die festen Hauptkontakte bzw. Anschluß klemmen 6, 6 des Leistungsschalters sind mit einer in einer ölgefüllten Sammelschienenkammer 7 angeordneten Sammelschiene 8 bzw. mit einem in einer ebenfalls ölgefüllten Kammer 9 angebrachten Anschlußkontakt ι ο eines Speiseleiterkabels 11 durch je einen in seiner Längsrichtung verschiebbaren isolierten Leiter 12 verbunden.

Jede der Klemmen 6,6 ist am Deckel 4 durch eine Durchführung befestigt, die an ihrem in den Kessel einspringenden Teil aus einem nach Art einer Kondensatordurchführung ausgebildeten Hohlisolator 13 besteht, der unten eine Metallkappe 14 trägt. Der über dem Kessel in Richtung auf die Kammern 7, 9 sich erstreckende Teil dieser Durchführung besteht aus einem mehrteiligen Metallrohr 15, 16, 17, dessen Teil 17 einen zur öldichten Verbindung mit den Kammern 7 bzw. 9 dienenden Metallbalgen 18 (Abb. 2) enthält. Dessen unteres Ende ist fest mit dem Gehäuseteil 16 verbunden (Abb. 2), während das obere Ende lösbar mit dem Unterflansch eines Absperrschiebers 19 am Boden der Kammer 7 bzw. 9 verbunden ist. Durch den Rohrteil 17 ist der Balgen 18 gegen mechanische Beschädigung gesichert. Der verschiebbare Leiter 12 verbindet in seiner Arbeitslage (rechts in Abb. 1 dargestellt) die Sammelschiene 8 bzw. den mit dem Speisekiter 11 verbundenen Kontakt 10 mit einem im Innern des Isolators 13 angebrachten, mit der Kappe 14 verbundenen Metallrohr 20 (Abb. 2), und zwar unter Vermittlung von am unteren Leiterende angebrachten federnden Kontaktvorsprüngen 21. Am oberen Ende trägt der Leiter einen Kontaktknopf 22. Die Isolation des verschiebbaren Leiters ist im dargestellten Fall für Höchstspannungsanlagen zweckmäßig wiederum nach Art einer Kondensatordurchführung gestaltet. Den mittleren Teil der Durchführung umschließt ein Metallrohr 23 (Abb. 2), das mit einem mit Dichtungsringen versehenen Teil 24 dichtpassend in einem Zylinder 25 sitzt, der im Beispiel einen Teil des Gehäuses 16 bildet. Der kolbenartige Teil 24 bildet einen öldichten Abschluß zwischen dem Gehäuseteil 15 und 16. Diese beiden Teile sind durch Rohrleitungen 26, 27 mit einer durch einen Elektromotor 28 anzutreibenden ölpumpe 29 verbunden. Wird die Pumpe bei gesenktem 'V-Leiter 12 im geeigneten Sinne angetrieben, so "'^Saugt sie Öl aus dem Gehäuse 16 und treibt es in den Raum innerhalb des Gehäuses 15 bzw. des Isolators 13, so daß der Leiter in die Arbeitslage gehoben wird. Beim Antrieb in umgekehrter Richtung wird der in der Arbeitslage befindliche Leiter in die Trennlage gebracht. Diese Bewegung wird durch das Gewicht des Leiters 12 unterstützt. Man kann diese Bewegung auch durch Öffnen eines nicht dargestellten Ventils zwischen den von den Teilen 15 und 16 umschlossenen Räumen herbeiführen. Statt einen kolbenartigen Teil 24 am Rohr 23 vorzusehen, kann man die Dichtung gegen den Zylinder 25 auch durch eine in diesem angebrachte Ledermanschette ^o bewirken.

Der verschiebbare Leiter wird in der Arbeitslage zweckmäßig durch ein mechanisches Gesperre 30 (Abb. 3) gehalten, das im Beispiel aus einem verschwenkbaren, das Rohr 23 umschließenden Ring mit nach innen vorspringenden rippenartigen Sperrnasen 31, 32 besteht, die in an geeigneter Stelle am Rohr 23 angebrachten Nuten 33, 34 eingreifen. Die Bewegung des Sperringes 30 kann von außen her mittels eines Schwenkarmes 3 5 veranlaßt werden, der unter Vermittlung von elastischen Armen 36 auf den Ring wirkt. Wenn eine der Sperrippen3i oder 32 aus der Arbeitslage gebracht wird, wird gleichzeitig die andere elastisch gegen das Rohr 23 angedrückt. Der Stromkreis des Elektromotors 28 zum Antrieb der Pumpe 29 kann über von der Lage des Ringes 30 abhängige Hilfskontakte 37 geführt werden, so daß die Pumpe erst arbeiten kann, nachdem das Gesperre den Leiter für die erforderliche Bewegung freigegeben hat. Mit der Kontaktvorrichtung 37 kann gleichzeitig eine Anzeigevorrichtung in Tätigkeit treten, die jeweils die Lage des verschiebbaren Leiters von außen her erkennbar macht.

Die Absperrschieber 19 zwischen den Kammern 7 bzw. 9 und dem Gehäuseteil 16 sind gewöhnlich in geöffneter Stellung. Sie werden nur mittels eines Handrades 38 dann geschlossen, wenn für Ausbesserungs- oder Untersuchungszwecke der Balgen 18 vom Unterflansch des Absperrschiebers abgetrennt werden soll. Dieses Handrad wird durch eine von dem Gestänge zur Bewegung des Gesperr es 30 abhängige Sperrvorrichtung dann egen Drehung gesichert, wenn der Leiter gehoben werden kann. Um anderseits eine Verschiebung des Leiters 12 bei geschlossenem Absperrschieber auszuschließen, führt :weckmäßig der Erregungskreis des Pumpen-

motors über 'einen Hilfskontakt, der nur bei geöffnetem Schieber geschlossen ist.

In Abb. 4 ist eine Abänderung "des Erfindungsgedankens wiedergegeben, die es gestattet, die festen Leistungsschalterkontakte wahlweise mit zwei in nebeneinanderliegenden Kammern 7', y" angebrachten Schienen 8', 8" zu verwenden. Das den verschiebbaren Leiter 12 umschließende Metallrohr 25°' liegt dabei verschwenkbar um Zapfen 39 in einem _; zwischen dem Deckel 4 des Schalterkessels und den Absperrschiebern 19', 19" angebrachten Gehäuse i6^a. An das untere Ende des Rohres 25^s schließt sich ein dem Isolator 13 im ersten Ausführungsbeispiel entsprechender Isolator 13" mit innerem Metallrohr 20° an. Das tintere Ende des Rohres 20« trägt einen Gleitkontakt 14«, der auf einer bogenförmigen Kontaktschiene 40 am Boden eines topfartigen, am Kesseldeckel 4 befestigten Isolators 41 gleiten kann. Dieser ist mit den Klemmen des Leistungsschalters verbunden zu denken. Die Ölpumpe 29 ist durch den Rohrstutzen 27 mit dem Innern des Gehäuses 16> und durch das Rohr 26 über den Hohlzapfen 39 mit dem Innern des Hohlisolators 13° verbunden. Die Verschiebung des Leiters 12 erfolgt in der schon beschriebenen Weise. Das Rohr 25« sowie die damit verbundenen Teile einschließ-' lieh des Hohlisolators 13° können um den Zapfen 39 in zwei verschiedene, durch strichpunktierte Linien angedeutete Grenzlagen verschwenkt werden.. Dadurch wird der Leiter 12 befähigt, nach Belieben entweder mit der Schiene 8' oder 8" eine Verbindung herzustellen.

Die bei der ersten Ausführungsform geschilderten Gesperre sind auch hier vorgesehen. '

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung für leine Doppelschienenkammer veranschaulicht Abb. 5. Hier sind die beiden Schienenkammern 7', 7" übereinander und über dem Schalterkessel angeordnet, von denen nur der Deckel 4 dargestellt ist. Die Schienen 8', 8" weisen in den Kammern ringförmige Kontakte 42, 43 auf. Die beiden Kammern 7' und 7" sind durch einen Rohrstutzen 44 verbunden, und die obere Kammer trägt weiter einen zylindrischen Fortsatz 45. Von der Kammer 7' ragt nach unten ein zylindrisches Metallgehäuse i6^b, unter dem sich ein Absperrschieber ig^b befindet, dessen Unterflansch durch 'einen Metallbalgen i8⁶ mit dem Deckel 4 des Schalterkessels verbunden ist. Der von den Teilen i6^b, i8^b umschlossene Raum ist gegen das Innere des Kessels durch einen Hohlisolator 13⁰ getrennt, der unten durch leine mit den Schalterklemmen verbundene Kappe 14* geschlossen ist, in deren Mitte eine nach oben vorspringende Kontaktstange 46 angeordnet ist. Weiter ist mit der Kappe 14^ ein an der Innenseite des Isolators 13* liegendes Metallrohr 2o^fi verbunden. • Der rohrförmige Leiter besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem außen isolierten Metallrohr ΐ2^δ. Etwa in mittlerer Länge trägt dieser Isolator einen Kolben 24^s, der in einem im Gehäuse i6^fi gebildeten Zylinder 25* gleiten kann. Bei der dargestellten Lage verbindet der Leiter 12^b die festen Schalterklemmen über die Hülse 2O^b mit dem Ringkontakt 42 in der Schienenkammer 7'.

Die Verbindung der Leistungsschalterklemmen mit der zweiten Schiene 8" erfolgt mittels eines zweiten verschiebbaren isolierten Leiters 12 ^c, der im Innern des Rohres 12* gleiten kann und darin durch einen mit Kolbenringen versehenen Kolben 24^C geführt wird.

Die Isolationen der beiden verschiebbaren Leiter 12* und I2^C tragen mit Eingriffsnuten versehene Ringe; in diese Nuten können Eingriffsrippen von Gesperren entsprechend Abb. 3 .eingreifen, um die Schaltelemente in ihren Grenzlagen zu halten. Die mit Sperrnuten versehenen Ringe befinden sich in der Nähe des oberen Endes des Leiters I2^e.

Wenn bei der Ausführung nach Abb. 5 die Schiene 8' von dem Leistungsschalter abgetrennt wird, so wird der verschiebbare Leiter I2⁶ durch Änderung des Druckes zu beiden Seiten des Kolbens 24* nach oben bewegt. Dabei gelangen an seinem oberen Ende vorgesehene Federkontakte 2i^ö in Verbindung mit dem geerdeten Gehäuse, und zwar mit dem Rohrteil 44. Der angehobene Leiter wird durch das nicht näher dargestellte Gesperre dann in dieser Lage gesichert, und nunmehr kann durch Abwärtsbewegung des innen verschiebbaren Leiters 12^C die Schiene 8" an die Leistungsschalterklemmen angeschlossen werden. Bei dieser Abwärtsbewegung verbinden am oberen Ende des Leiters I2^C vorgesehene Federkontakte 21 ^c, die vorher in Berührung mit dem geerdeten Gehäuseteil45 standen, u-s den Ringkontakt 43 jetzt mit dem Rohri2^c, dessen unteres Ende sich auf die Kontaktstange 46^C aufsetzt.

Eine Umschaltung von einer Schiene auf die andere ist auch ohne Öffnen der Leistungs-Schalterkontakte möglich, und zwar dadurch, daß zunächst der innere Leiter 12° durch Senken ebenfalls in die Arbeitslage gebracht wird und dadurch gleichzeitig die beiden Schienen 8' und 8" miteinander verbunden werden, wonach dann der Leiter 12* ,in die Trennlage gehoben wird.

Auch bei der Ausführung nach Abb. 6und 7 sind die beiden Schienenkammern 7' und 7" übereinander angeordnet. Der zur Verbindung der Leistungsschalterklemmen mit -den Schienen dienende bewegliche Leiter und die

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ihn umschließenden Gehäuseteile entsprechen hier im wesentlichen der Anordnung nach Abb. I, so daß eine nähere Schilderung nicht erforderlich ist. Der bewegliche Leiter trägt hier sowohl am oberen wie am unteren Ende federnde Kontakte 21.

Zur Trennung von Schienen und Schalter wird der bewegliche Leiter 12 bei beiden Ausfiihrungsformen gesenkt.
Bei der Anordnung nach Abb. 6 ist ein rohrförmiger Isolator 47 verschiebbar angebracht, der mit einem mit Sperrnuten versehenen Kolben 48 in dem Stutzen 45 geführt wird. Das obere Ende des Isolators 47 umschließt ein Metallrohr 49^, dessen oberes Ende bei gesenktem Isolator (wie dargestellt) über Federkontakte 50 mit dem Ringkontakt der Schiene 8" verbunden ist. In das obere Ende des Rohres 49 greift ein von einem Hohlisolator 51 getragener Kolben 52 abdichtend ein. Das untere Ende des Rohres 49 gelangt durch Anheben des Leiters 12 in Verbindung mit den an dessen oberem Ende angebrachten Federkontakten 21 und damit mit den Leistungsschalterklemmen.

Wird durch Druckänderung zu beiden Seiten des Kolbens 48 das IsoKerrohr 47 gehoben, so gelangen am unteren Ende des Rohres 47 befindliche Kontaktstifte 53 in Verbindung mit dem Ringkontakt an der Schiene 8'. Die Kontakte 53 stellen bei angehobenem Leiter 12 gleichzeitig Verbindung mit den Federkontakten 21 an dessen oberem Ende her.

Die Ausführung nach Abb. 7 gestattet die Umschaltung von .einer Schiene auf die andere auch bei geschlossenem Leistungsschalter. Im übrigen ist sie der Anordnung nach Abb. 6 ähnlich. Der Kontakt 22 am oberen Ende des beweglichen Leiters 12 arbeitet hier mit einem Metallrohr 54 eines rohrförmigen Isolators 5 5 zusammen, der vom Deckel eines auf der Kammer 7" angeordneten Stutzens 56 aus bis zum Boden der Kammer 7' reicht. Das Rohr 54 ist in der Höhe der Ringkontakte an den beiden Sammelschienen je mit einem an der Außenseite des Isolierkörpers 55 angebrachten Kontaktring 57 bzw. 58 verbunden. Zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Ring 57 und der Schiene 8' in der Kammer 7' dienen Kontaktstifte 59 am unteren Ende eines rohrförmigen Isolators 60, der mittels eines Kolbens 61 im Gehäuseteil 45 in der gleichen Weise gehoben oder gesenkt werden kann wie der Isolator 47 bei Abb. 6. In gleicher Weise dienen Kontaktstifte 62 am unteren Ende eines Isolierrohres 63 mit Kolben 64, der im Stutzen

56 zu gleiten vermag, zur Herstellung oder Unterbrechung der Verbindung zwischen der 60 Schiene 8" und dem Ring 58. Im dargestellten Fall ist die obere Schiene mit dem Rohr 54 und gleichzeitig mit dem Kontakt 22 am oberen Ende eines angehobenen Leiters 12 verbunden, während die Verbindung zwi- 65 sehen dem Rohr 54 und der Schiene 8' unterbrochen ist.

Claims

Patentansprüche:

i. Metallummantelte elektrische Schalt- 70 ■ anlage für Höchstspannungen mit einem in der Längsrichtung bewegbaren isolierten Leiter zur Verbindung der Leistungsschalterklemme mit der Sammelschiene bzw. der Abzweigleitung in einem zwisehen Sammelschienen- bzw. Abzweigleitungskammer und Leistungsschalterkessel angeordneten, mit Isolierflüssigkeit gefüllten Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Leiters hydraulisch durch Druckänderung an den beiden Enden des Rohres erfolgt.
2. Schaltanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein mechanisches, gegebenenfalls elastisches Gesperre, das den isolierten Leiter in den Endlagen festhält und gegebenenfalls in Abhängigkeit von der hydraulischen Umsteuerung betätigt wird.
3. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder 2 für Doppelsammelschienenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß das der isolierten Leiter !enthaltende Rohr derart verschwenkbar ist, daß der isolierte Leiter wahlweise mit der einen oder anderen Sammelschiene in Eingriff gebracht werden kann.
4. Schaltanlage nach Anspruch 1 und 2 für Doppelsammelschienenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der Schalterklemme mit den in zwei übereinanderliegenden Kammern untergebrachten Sammelschienen zwei gleichachsige ineinander verschiebbare Leiter dienen, die wahlweise sperrbar sind.
5. Schaltanlage nach einem der Ansprüche ι bis 4 für Doppelsammelschienenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß der in Richtung auf oder in den Kessel zurückziehbare isolierte Leiter mit einem oder mit mehreren bewegliche Kontakte tragenden Isolatoren zusammenwirkt, die durch Flüssigkeitsdruck in den Schienenkammern bewegt werden und wahlweise eine Verbindung zwischen Schienen und ng Leiter herstellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen