DE7427820U

DE7427820U - Vakuumschaltgerät für Hochspannung

Info

Publication number: DE7427820U
Application number: DE7427820U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-08-15
Filing date: 1974-08-15
Publication date: 1976-12-16
Also published as: CH580332A5; JPS5145285A; SE7508901L; DE2439381A1

Description

Vakuumschaltgerät für Kochspannung

Es ist bereits bekannt, zur Schaffung eines Vakuumschaltgerätes für hohe Betriebsspannungen, z. B. 380 kV, mehrere Vak^umschaltgefäße elektrisch in Reihe zu schalten und gleichzeitig zu betätigen. Eine Reihenschaltung von Vakuumschalt^fäßen dieser Art kann in einen? geerdeten Behälter aus Metall angeordnet sein, der mit einen Isoliermittel gefüllt ist (DT-OS 1 465 082). Hierbei entsteht das Problem der gleichzeitigen Betätigung der Vakuumschaltgefäße und der Aufteilung der Betriebsspannung auf die in Reihe geschalteten Schaltgefäße.

Die Erfindung befaßt sich mit einem Vakuumschaltgerät für Hochspannung mit wenigstens zwei in Reihe geschalteten Vakuumschaltgefäßen, die in einem geerdeten, mit einem Isoliermedium gefüllten Behälter aus Metall angeordnet sind und die durch eine Antriebsvorrichtung ein- und ausschaltbar sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die elektrische und mechanische Wirkungsweise des Schaltgerätes zu verbessern.

Gemäß der Erfindung enthält hierzu der Behälter zugleich mit den Schaltgefäßen die Antriebsvorrichtung sowie Steuerglieder zur gleichmäßigen Aufteilung der Spannung auf die So.haltgefäße. Als Steuerglieder eignen sich insbesondere Kondensatoren, Jedoch auch lineare oder nichtlineare Widerstände. Die Unterbringung des Antriebes in dem geerdeten Behälter hat den Vorteil, daß nur kurze mechanische Verbindungsglieder zwischen dem Antrieb und den Schaltgefäßen benötige werden und sich daher ein verhältnismäßig geringer Schaltverzug ergibt.

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Es ist vorteilhaft, die Antriebsvorrichtung innerhalb des Behälters gegenüber den auf Hochspannungspotential befindlichen Teilen durch eine geerdete Abschirmung zu trennen.

In Weiterbildung der Erfindung kann in dem Behälter ferner ein Stromwandler und eine Synchron-Auslösevorrichtung untergebracht sein. Mit Hilfe des Stromwandlers kann ein Auslösesignal zur synchronen Schaltung der Schaltgefäße gewonnen werden. Für die synchrone Schaltung eignet sich insbesondere der an sich bekannte elektrodynamische Antrieb. Dieser besitzt bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit verhältnismäßig geringe Abmessungen und läßt sich deshalb in dem geerdeten Metallbehälter leicht unterbringen. Die zur Speisung des elektrodynamischen Antriebes benötigten Einrichtungen können dagegen außerhalb des Behälters angeordnet sein und können mit dem im Inneren befindlichen Antrieb durch elektrische Verbindungsleitungen verbunden sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Figur zeigt ein Vakuumschaltgerät 1 für Hochspannung mit einem geerdeten Metallbehälter 2 und zwei in Reihe miteinander geschalteten Vakuumschaltgefäßen 3, die je ein bewegliches Schaltstück 4 und ein feststehendes Schaltstück 5 sowie einen Antriebsstößel 6 aufweisen. Parallel zu jedem Vakuumschaltgefäß 3 ist ein Kondensator 7 geschaltet, dessen Abmessungen etwa den Vakuumschaltgefäßen 3 entsprechen. Die Stromzu- and -abführung zu dem Vakuumschaltgerät 1 erfolgt durch Durchführungen 8 bzw. 9, die an den gegenüberliegenden Seiten des Metallbehälters 2 angeordnet sind, so daß sich eine im wesentlichen geradlinige Strombahn ergibt. Die beiden Vakuumschaltgefäße 3 sind im Abstand voneinander angeordnet und durch eine Stromschiene 10 miteinander verbunden, die als Primärwicklung eines Stromwandlers 11 dient. Die Sekundärwicklung 12 des Stromwandlers 11 ist konzentrisch zu der Stromschiene 10 angeordnet.

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Zwischen den Vakuumschaltgefäßen 3 ist ferner eine elektrodynamisch wirkende Antriebsvorrichtung 13 angeordnet, die zwei Wicklungen 14 und 15 sowie eine mit einer Scheibe 16 versehene Schubstange 17 aufweist. Die Schubstange 17 steht über Antriebshebel 18 und 19 mit den Antriebsstößeln 6 der beiden Schaltgefäße 3 in Verbindung. Während der Antriebshebel 18 zwischen seinen Enden bei 20 gelagert ist, befindet sich die Lagerstelle 21 des Antriebshebels 19 in der Höhe der Stromschiene 10. Dadurch ist erreicht, daß bei Verschiebung der Schubstange 17 nach links beide Vakuumschaltgefäße 3 geöffnet und bei Verschiebung nach rechts geschlossen werden. Mit der Schubstange 17 ist noch eine als Kippfeder wirkende Druckfeder 22 verbunden, die dem Antriebsgestänge eine Vorspannung in die Endlagen vermittelt. In der Figur ist das Antriebsgestänge in einer mittleren Stellung zwischen der Einschaltstellung und der Ausschaltstellung dargestellt. Dementsprechend befindet sich die Scheibe 16 in der Mitte zwischen den Spulen 14 und 15_f während die Druckfeder 22 in der labilen Totpunktlage steht.

Durch eine gestrichelte Linie 23 ist angedeutet, daß die elektrodynamische Antriebsvorrichtung 13 gegenüber den anderen in dem Metallbehälter 2 befindlichen Teilen abgeschirmt ist. Durch die Abschirmung, die durch ein Gehäuse aus Metall oder aus einem leitfähig gemachten Gießharz oder auch durch ein Metallgitter gebildet sein kann, ragen die Antriebshebel 18 und 19 hindurch, welche die Verbindung der eigentlichen Antriebsvorrichtung 13 mit den Vakuumschaltgefäßen 3 bilden. Näheres über die Wirkungsweise elektrodynamischer Antriebsvorrichtungen kann beispielsweise der britischen Patentschrift 637 393 entnommen werden.

Der Metallbehälter 2 ist mit einem unter Druck stehenden Isoliergas, ζ. Β. Schwefelhexafluorid, gefüllt. Bei ausreichendem Druck des Gases in der Größenordnung von einigen Bar ist im Inneren des Metallgehäuses 2 die erforderliche Isolation zwischen spannungführenden und geerdeten Bauteilen sicher-

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gestellt. Zugleich wird eine ausreichende Kontaktkraft zwischen den beweglichen Schaltstücken 4 und den feststehenden Schaltstücken 5 der Vakuumschaltgefäße 3 im eingeschalteten Zustand bereitgestellt. Zur Unterstützung der Kontaktkraft kann jedoch, wie dies in der Figur gezeigt ist, eine zusätzliche Druckfeder 22 vorgesehen sein.

Außerhalb des Metallbehälters 2 ist eine Kondensatorbatterie 24 angeordnet, in der die zum Betrieb der elektrodynamischen Antriebsvorrichtung 13 benötigte Energie gespeichert ist. Feiner ist ein Vorauslöser 25 vorhanden, der von dem Stromwandler 11 gesteuert wird. Die Kondensatorbatterie 24 und der Vorauslöser 25 können in einem gemeinsamen Gehäuse 26 angeordnet sein, das mit dem Metallbehälter 2 verbunden oder im Abstand von diesem angeordnet ist.

Die elektrodynamische Antriebsvorrichtung 13 dient sowohl zum Einschalten als auch zum Ausschalten des Vakuumschaltgerätes Zum Einschalten wird mittels der Kondensatorbatterie 24 die Spule 14 mit einem Stoßstrom beaufschlagt, wodurch die Scheibe 16 abgestoßen und dadurch die Schubstange 17 nach rechts verschoben wird. Die Druckfeder 22 unterstützt diese Bewegung, nachdem sie ihre Totpunktstellung überschritten hat. Sie vergrößert dadurch die Kontaktkraft zwischen den Schaltstücken 4 und 5. Das Ausschalten geschieht nach Betätigung des Vorauslösers 25 in Abhängigkeit von dem Nulldurchgang des durch das Vakuumschaltgerät 1 fließenden Stromes selbsttätig durch Beaufschlagung der Spule 15 mit einem Strom aus der Kondensatorbatterie 24. Es findet daher eine synchrone Abschaltung statt, die im Netz keine nennenswerten Überspannungen hervorruft. Im gesamten Betrieb des Vakuumschaltgerätes 1 sorgen die Kondensatoren 7 für eine gleichmäßige Aufteilung der anliegenden Spannung auf die in Reihe geschalteten Vakuumschaltgefäße 3.

Im Ausführungsbeispiel besitzt das Vakuumschaltgerät 1 zwei in Reihe geschaltete Schaltgefäße 3. Zur Anwendung bei höheren Betriebsspannungen können jedoch auch weitere Vakuumschalt-

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gefäße in Reihenschaltung miteinander vorgesehen sein. Alle diese Schaltgefäße können entlang einer gemeinsamen Achse angeordnet sein. Es besxeht jedoch auch die Möglichkeit, axe gezeigte Anordnung zu verdoppeln, indem zwei weitere der aus je einem Vakuumschaltgefäß 3 und einem Kondensator 4 bestehenden Baugruppen symmetrisch zu einer elektrodynamischen Antriebsvorrichtung 13 derart angeordnet werden, daß die insgesamt vier Baugruppen gleichzeitig durch eine Antriebsvorrichtung betätigt werden können.

4 Ansprüche
1 Figur

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Claims

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1. Vakuumschaltgerät für Hochspannung mit wenigstens zwei in Reihe geschalteten Vakuumschaltgefäßen, die in einem geerdeten, mit einem Isoliermedium gefüllten Behälter aus Metall angeordnet sind und die durch eine Antriebsvorrichtung ein- und ausschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) zugleich die Antriebsvorrichtung (13) sowie Steuerglieder (7) zur gleachmäßigen Aufteilung der Spannung auf die Vakuumschaltgefäße (3) enthält.

2. Vakuuiiischaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (13) innerhalb des Behälters (2) gegenüber den auf Hochspannungspotential befindlichen Teilen (3, 7, 10) durch eine geerdet Abschirmung (23) getrennt ist.

3. Vakuumschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter (2) ein Stromwandler (11) zur Steuerung einer Synchron-Auslösevorrichtung (25) angeordnet ist.

4. Vakuumschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung als elektrodynamisch wirkende Antriebsvorrichtung (13) ausgebildet ist.

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