EP0872934B1 - Metallgekapselte gasisolierte Schaltanlage - Google Patents

Metallgekapselte gasisolierte Schaltanlage Download PDF

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Publication number
EP0872934B1
EP0872934B1 EP98810267A EP98810267A EP0872934B1 EP 0872934 B1 EP0872934 B1 EP 0872934B1 EP 98810267 A EP98810267 A EP 98810267A EP 98810267 A EP98810267 A EP 98810267A EP 0872934 B1 EP0872934 B1 EP 0872934B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
shielding electrode
assembly according
connecting part
switchgear assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP98810267A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0872934A1 (de
Inventor
Kurt Kammerl
Markus Vestner
Martin Zürcher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Hochspannungstechnik AG
Original Assignee
ABB Hochspannungstechnik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Hochspannungstechnik AG filed Critical ABB Hochspannungstechnik AG
Publication of EP0872934A1 publication Critical patent/EP0872934A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0872934B1 publication Critical patent/EP0872934B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/24—Means for preventing discharge to non-current-carrying parts, e.g. using corona ring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/08—Arrangements to facilitate replacement of a switch, e.g. cartridge housing

Definitions

  • the invention is based on a metal-encapsulated gas-insulated switchgear according to the preamble of claim 1.
  • a circuit breaker for a metal-encapsulated gas-insulated switchgear assembly is known from patent specification EP 0 382 323 B1, which has a connection part for the electrical connection on the side of an arcing chamber facing away from the drive.
  • This connecting part is designed to be dielectrically favorable; it is connected in an electrically conductive manner to the active part of a bushing.
  • the heads of the screws, which rigidly connect the connecting part to the active part of the bushing mentioned, are covered with a metallic shield, which acts as a dielectric shield.
  • the invention as defined in claim 1, is based on the object of specifying a metal-encapsulated gas-insulated switchgear which can be produced with less assembly effort.
  • the metal-encapsulated gas-insulated switchgear assembly is provided with at least one active part which is mounted in a housing and extends along an axis and which has a contacting assembly on at least one side.
  • the contacting assembly is electrically conductively connected to at least one connecting part provided with a shielding electrode.
  • the shielding electrode is connected to a support element delimiting an intermediate space.
  • the support element is connected on the side facing away from the shielding electrode to a fitting which has bores which extend from the intermediate space and are designed for receiving fastening screws.
  • Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • the support element can be constructed from two support columns or with a U-profile.
  • the fastening screws for the connection part are dielectrically shielded in the space between the support columns or between the legs of the U-profile, so that they can be easily and quickly assembled or disassembled.
  • the space between the support columns preferably extends in the direction of the axis, the space in the U-profile opens to the side facing away from the drive side, which advantageously facilitates access to the fastening screws from the front of the housing.
  • the connecting part can have a centrally arranged shielding electrode.
  • the one facing the shielding electrode The side of the contacting assembly can be provided with gas drying agent introduced between a contact carrier and a cover.
  • this gas drying agent lies within a volume inside the shielding electrode, but access of the insulating gas to the gas drying agent is guaranteed with simple means.
  • the gas drying agent is removed during revisions together with the active parts from the housing, in the exemplary embodiment this is a switch housing, and can be replaced very easily on this occasion.
  • FIG. 1 shows a section through a circuit breaker 1 for a metal-encapsulated gas-insulated switchgear.
  • the circuit breaker 1 has an essentially cylindrical switch housing 2 made of a metal or a metal alloy.
  • the opening 3 is closed with a cover 7 screwed onto the flange 5 in a pressure-tight manner, on the side facing away from the flange 5 a drive 8 is flanged pressure-tight.
  • a closure cover 9 is fastened on the flange 6 and closes the opening 4 in a pressure-tight manner.
  • the drive-side opening 10 is provided with a flange 12, it is closed in a pressure-tight manner with a support insulator 13 designed as a partition insulator.
  • the support insulator 13 has an electrically conductive cast fitting 14 in the center.
  • the opening 11 facing away from the drive 8 is provided with a flange 15, it is closed in a pressure-tight manner with a support insulator 16 designed as a partition insulator.
  • the support insulator 16 has an electrically conductive cast fitting 17 in the center.
  • the flange 15 are further, not shown here, supported on the switch housing 2 parts of the metal-encapsulated gas-insulated switchgear.
  • the active parts 19 of the circuit breaker 1 extend along an axis 18, which here are composed, for example, of two quenching chambers 20 and 21 which are connected in series and are held together by an electrically conductive connecting piece 22.
  • the axis 18 generally does not coincide with the longitudinal axis of the switch housing 2, but it runs parallel to this.
  • the quenching chamber 20 is connected to the drive 8 by an actuating rod 23 made of an insulating material.
  • the arcing chamber 21 is also connected to the drive 8 by an actuating unit, not shown.
  • the movable operating rod 23 is inserted pressure-tight into the interior of the switch housing 2.
  • the actuating rod 23 can also be supported against the cover 7 by an additional support insulator.
  • a wide variety of variants are also possible for the configuration of the flange connection of the drive 8 to the cover 7.
  • the quenching chamber 20 is connected to the pouring fitting 14 via an electrically conductive connector 24.
  • An easily detachable contact is integrated into the connecting piece 24, which facilitates the extension of the active parts 19.
  • the arcing chamber 21 is provided on the side facing away from the drive 8 with a contacting assembly 25 which is inserted into a connecting part 26.
  • the connecting part 26 is made of a metal, preferably it is cast from an aluminum alloy, and it is connected to the casting fitting 17 of the post insulator 16 in an electrically conductive manner.
  • the active parts 19 are held mechanically by the two support insulators 13 and 16. As a rule, however, the extinguishing chamber 20 is additionally supported on the drive side in an insulating manner, but this support is not shown here.
  • the switch housing 2 is filled with an insulating medium, preferably SF 6 gas under pressure.
  • an insulating medium preferably SF 6 gas under pressure.
  • two feet 27 are attached for the Attachment of the circuit breaker 1 on a foundation, not shown in the figure.
  • FIG. 2 shows a plan view of a first embodiment of the connecting part 26, specifically from the drive side of the circuit breaker 1.
  • the connecting part 26 has a dielectric, toroidal shielding electrode 28.
  • a cylindrical opening 29 is provided in the center of the shielding electrode 28 and is arranged concentrically to the axis 18.
  • the opening 29 is delimited in the radial direction by an intermediate wall 30, the side of which facing away from the opening 29 is designed as a cylindrical contact surface 31 which, as can be seen in FIG. 2a, is provided with a bevel 32.
  • a volume 34 which is wide open on the drive side is provided.
  • the shielding electrode 28 On the surface of the shielding electrode 28 are formed two spaced apart, dielectrically favorable support columns 35, which are arranged symmetrically to a central axis 36. On the side of the support columns 35 facing away from the shielding electrode 28, a fitting 37 which connects them and is formed in a dielectric manner is formed on these support columns 35.
  • the armature 37 has on the side facing away from the shielding electrode 28 in the center a centering pin 38 which fits into a corresponding recess in the pouring armature 17 of the post insulator 16.
  • the fitting 37 is provided with four bores 39 which receive the fastening screws for the connection of the fitting 37 to the pouring fitting 17.
  • the heads of the fastening screws are here arranged so that they lie in the space 40 between the support columns 35.
  • FIG. 2b shows the partial section BB shown in FIG. 2 through the connecting part.
  • This cross-section shows the cross section of a dielectric support 35 which has comparatively large, shielding radii 41 on both sides of the intermediate space 40.
  • the space 40 opens in the axial direction, so that the heads of the fastening screws are very easily accessible through the opening 4 after the removal of the cover 9, so that these fastening screws can be loosened or assembled very quickly and easily.
  • the two support pillars 35 can also be replaced by a single U-profile 50, which is cast from a metal or a metal alloy and is designed to be dielectrically favorable, and which opens towards the side of the circuit breaker facing away from the drive.
  • This second embodiment of the connecting part 26 also ensures that the screw heads are very effectively dielectrically shielded and that the heads of the fastening screws are very easily accessible through the opening 4, so that the fastening screws can be loosened or mounted very quickly and easily.
  • FIG. 3 shows a partial section through the connecting part 26 with the contacting assembly 25 retracted.
  • the contacting assembly 25 comprises an axially extending housing 42 made of a metal or a metal alloy, which is electrically connected to the quenching chamber 21.
  • the housing 42 has a radially inwardly leading wall 43 which is provided with radially extending ribs 44 on the side facing the connecting part 26.
  • Connected to the wall 43 leading radially inwards is an essentially axially extending contact carrier 45 which surrounds the intermediate wall 30 of the shielding electrode 28.
  • a guide ring 46 made of a plastic is embedded, which rests on the contact surface 31.
  • a groove is also incorporated, into which a spiral contact 47 is inserted, which ensures the electrical contact between the contacting assembly 25 and the connecting part 26.
  • the spiral contact 47 first makes contact and immediately afterwards the guide ring 46 mechanically relieves the spiral contact 47.
  • the bevel 32 facilitates the insertion of the contacting assembly 25 and serves to accommodate tolerances between the connecting part 26 and the contacting assembly 25.
  • the spiral contact 47 could also be inserted into the contact surface 31, as could the guide ring 46.
  • the outer contour of the housing 42 is continued by means of a cover 48 up to the front edge of the contact carrier 45.
  • This cover 48 which is connected to the housing 42 and centered by the outer edge of the ribs 44, is made from a perforated material, for example from a perforated plate or from a plastic.
  • a cavity between this cover 48, the contact carrier 45 and the ribs 44 is largely filled with a gas drying agent 49, which is packaged in a gas-permeable bag.
  • a gap s remains open with respect to the gas-filled interior of the switch housing 2, which facilitates the access of the insulating gas into the radially arranged spaces between the ribs 44 and thus to the gas drying agent 49.
  • the area around the gap s is designed such that it does not interfere with the dielectric.
  • the contact carrier 45 can be provided with radially extending openings in order to improve the gas circulation through the gas drying agent 49.
  • FIG. 4 shows a partial section through a second embodiment of the connecting part 26, namely that instead of the two support columns 35, a U-profile 50 of favorable dielectric design is provided, which connects the armature 37 to the shielding electrode 28.
  • This U profile 50 is arranged so that its space 40 opens in the opposite direction to the drive side.
  • An arrow 51 in this FIG. 4 indicates the direction to the drive 8.
  • the two openings 3 and 4 of the switch housing 2 are designed so that the active parts 19 can be extended and removed from the switch housing 2 on both sides. If the operating aisle for dismantling the quenching chambers 21 and 20 is provided on the side facing away from the drive 8, then the quenching chambers 20 and 21 are extended to this side after the drive 8 has been removed and dismantled in sequence.
  • the operating aisle is advantageously designed to be narrow, as a rule it is only a little wider than the length of the extinguishing chambers 20 and 21 required. In this case, however, the connecting part 26 must additionally be dismantled before the extinguishing chambers 20 and 21 are extended in order to clear the way for the extension.
  • Dismantling of the connecting part 26 is very easy from the opening 4, since no additional shielding of the fastening screws has to be carefully dismantled.
  • the axially extending space 40 between the support columns 35, or between the legs of the U-profile 50, allows easy access in the axial direction from the opening 4 forth with tools for loosening the four fastening screws that connect the connector 26 with the pouring fitting 17 Connect post insulator 16. After loosening and removing the fastening screws, the connecting part 26 can simply be pulled off and removed from the contact carrier 45.
  • the assembly of the connecting part 26 is also very easily possible, since no additional shielding for the fastening screws has to be attached and adjusted.
  • the centering pin 38 facilitates the correct positioning of the connecting part 26 during assembly, so that it is not necessary to align the connecting part 26 in a complex manner.
  • an additional dowel pin can optionally be inserted into the surface of the fitting 37 facing the pouring fitting 17, which engages in a corresponding bore in the surface of the pouring fitting 17.
  • the connector described effectively compensates for axial tolerances and thermal expansion.
  • Such additional assemblies are usually placed in bulges in the wall of the switch housing 2 in order to shield them dielectrically. Here these bulges can be omitted, which make the switch housing 2 more expensive and make it more difficult to clean.
  • the gas drying agent 49 is removed together with the active parts 19 during revisions, so that it is then very easily accessible and can be exchanged very easily and simply outside the switch housing 2. The assembly effort is advantageously kept small.
  • this metal-encapsulated gas-insulated switchgear allows the operating aisle to be arranged either on the drive side of the switchgear or on the side facing away from the drive 8.
  • This variable system concept allows the switchgear to be optimally adapted to the respective structural conditions and to the wishes of the customers.
  • the principle of using the unused space inside the shielding electrodes 28 to accommodate the gas drying agent 49 can generally be used advantageously in metal-encapsulated gas-insulated switchgear if the free access of the SF 6 gas to the gas drying agent 49 is ensured.
  • the connecting part 26 can also be used advantageously for inexpensive and space-saving angular connections at other points in the metal-encapsulated gas-insulated switchgear, for example for kinking busbars.
  • the corresponding gas spaces of the switchgear can thus be provided with the gas drying agent without great effort.
  • connection part 26 in a horizontally arranged housing is described, but in principle it is possible to provide the advantageously designed connecting part 26 with the contacting assembly 25 engaging in it, also in vertically arranged housings.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer metallgekapselten gasisolierten Schaltanlage gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
    • STAND DER TECHNIK
  • Aus der Patentschrift EP 0 382 323 B1 ist ein Leistungsschalter für eine metallgekapselte gasisolierte Schaltanlage bekannt, der ein Anschlussteil aufweist für den elektrischen Anschluss auf der dem Antrieb abgewandten Seite einer Löschkammer. Dieses Anschlussteil ist dielektrisch günstig ausgebildet, es ist mit dem Aktivteil einer Durchführung elektrisch leitend verbunden. Die Köpfe der Schrauben, die das Anschlussteil starr mit dem erwähnten Aktivteil der Durchführung verbinden, sind mit einer metallischen, als dielektrischer Schirm wirkenden, Abschirmung abgedeckt. Bei der Montage und Demontage des Anschlussteils muss zusätzlich stets diese Haube montiert bzw. demontiert werden, was zusätzlichen Montageaufwand erfordert.
    • KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung, wie sie im Patentanspruch 1 definiert ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine metallgekapselte gasisolierte Schaltanlage anzugeben, welche mit geringerem Montageaufwand erstellt werden kann.
  • Die metallgekapselte gasisolierte Schaltanlage ist mit mindestens einem in einem Gehäuse entlang einer Achse erstreckt montierten Aktivteil versehen, welches an mindestens einer Seite eine Kontaktierungsbaugruppe aufweist. Die Kontaktierungsbaugruppe ist elektrisch leitend verbunden mit mindestens einem mit einer Abschirmelektrode versehenen Anschlussteil. Die Abschirmelektrode ist mit einem einen Zwischenraum begrenzenden Tragelement verbunden.Das Tragelement ist auf der der Abschirmelektrode abgewandten Seite mit einer Armatur verbunden, welche vom Zwischenraum ausgehende, für die Aufnahme von Befestigungsschrauben ausgelegte Bohrungen aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungender der Erfindung sind gegenstand der abhängigen Ansprüche. Das Tragelement kann aus zwei Tragsäulen oder mit einem U-Profil aufgebant sein. Die Befestigungsschrauben für das Anschlussteil sind dielektrisch abgeschirmt im Zwischenraum zwischen den Tragsäulen bzw, zwischen den Schenkeln des U-Profils angeordnet, sodass sie besonders einfach und rasch montiert bzw. demontiert werden können.
  • Der Zwischenraum zwischen den Tragsäulen erstreckt sich vorzugsweise in die Richtung der Achse, der Zwischenraum beim U-Profil öffnet sich zu der der Antriebsseite abgewandten Seite, wodurch der Zugang zu den Befestigungsschrauben von der Stirnseite des Gehäuses her vorteilhaft erleichtert wird.
  • Das Anschlussteil kann weisen eine zentral angeordnete Abschirmelektrode auf. Die der Abschirmelektrode zugewandte Seite der Kontaktierungsbaugruppe kann mit zwischen einem Kontaktträger und einer Abdeckung eingebrachtem Gastrocknungsmittel versehen sein. Dieses Gastrocknungsmittel liegt bei definitiv eingefahrener Kontaktierungsbaugruppe innerhalb eines Volumens im Innern der Abschirmelektrode, der Zutritt des Isoliergases zum Gastrocknungsmittel wird jedoch mit einfachen Mittel gewährleistet. Das Gastrocknungsmittel wird bei Revisionen zusammen mit den Aktivteilen aus dem Gehäuse, im Ausführungsbeispiel ist dies ein Schaltergehäuse, entfernt und kann bei dieser Gelegenheit sehr leicht ersetzt werden.
  • Diese vorteilhaft ausgebildeten Bauelemente können sowohl bei einphasig als auch bei mehrphasig gekapselten Schaltanlagen eingesetzt werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und die damit erzielbaren Vorteile werden nachfolgend anhand der Zeichnung, welche lediglich einen möglichen Ausführungsweg darstellt, näher erläutert.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Es zeigen:
    • Fig.1 einen schematisch dargestellten Schnitt durch einen Leistungsschalter für eine erfindungsgemässe metallgekapselte gasisolierte Schaltanlage,
    • Fig.2 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Anschlussteils für die Kontaktierung des Leistungsschalters,
    • Fig.2a den in der Fig.2 angegebenen Schnitt A-A durch das Anschlussteil,
    • Fig.2b den in der Fig.2 angegebenen Teilschnitt B-B durch das Anschlussteil,
    • Fig.3 einen Teilschnitt durch das Anschlussteil mit eingefahrenem Gegenkontakt, und
    • Fig.4 einen Teilschnitt, ähnlich dem in Fig.2b gezeigten Teilschnitt, durch eine zweite Ausführungsform des Anschlussteils.
  • Bei allen Figuren sind gleich wirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind nicht dargestellt.
    • WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Die Figur 1 zeigt einen Schnitt durch einen Leistungsschalter 1 für eine metallgekapselte gasisolierte Schaltanlage. Der Leistungsschalter 1 weist ein im wesentlichen zylindrisch ausgebildetes, aus einem Metall oder einer Metallegierung gefertigtes Schaltergehäuse 2 auf. An den beiden Stirnseiten des Schaltergehäuses 2 sind zwei gleich grosse, gleich ausgebildete Öffnungen 3 und 4 vorgesehen, die jeweils mit einem Flansch 5 und 6 versehen sind, wobei der Öffnung 3 der Flansch 5 und der Öffnung 4 der Flansch 6 zugeordnet ist. Die Öffnung 3 ist mit einem an den Flansch 5 druckdicht angeschraubten Deckel 7 verschlossen, an den auf der dem Flansch 5 abgewandten Seite ein Antrieb 8 druckdicht angeflanscht ist. Auf dem Flansch 6 ist ein Verschlussdeckel 9 befestigt, der die Öffnung 4 druckdicht verschliesst.
  • Auf der Oberseite des Schaltergehäuses 2 sind an beiden Seiten zwei weitere Öffnungen 10 und 11 vorgesehen, durch welche die elektrischen Anschlüsse in den Leistungsschalter 1 eingeführt werden. Die antriebsseitige Öffnung 10 ist mit einem Flansch 12 versehen, sie ist mit einem als Schottungsisolator ausgebildeten Stützisolator 13 druckdicht verschlossen. Der Stützisolator 13 weist im Zentrum eine elektrisch leitende Eingussarmatur 14 auf. Mit dem Flansch 12 sind weitere, hier nicht dargestellte, auf das Schaltergehäuse 2 abgestützte Teile der metallgekapselten gasisolierten Schaltanlage verschraubt. Die dem Antrieb 8 abgewandte Öffnung 11 ist mit einem Flansch 15 versehen, sie ist mit einem als Schottungsisolator ausgebildeten Stützisolator 16 druckdicht verschlossen. Der Stützisolator 16 weist im Zentrum eine elektrisch leitende Eingussarmatur 17 auf. Mit dem Flansch 15 sind weitere, hier nicht dargestellte, auf das Schaltergehäuse 2 abgestützte Teile der metallgekapselten gasisolierten Schaltanlage verschraubt.
  • Entlang einer Achse 18 erstrecken sich die Aktivteile 19 des Leistungsschalters 1, die sich hier beispielsweise aus zwei in Reihe geschalteten Löschkammern 20 und 21, die durch ein elektrisch leitendes Verbindungsstück 22 zusammengehalten werden, zusammensetzen. Die Achse 18 fällt in der Regel nicht mit der Längsachse des Schaltergehäuses 2 zusammen, sie verläuft jedoch parallel zu dieser. Antriebsseitig ist die Löschkammer 20 durch eine Betätigungsstange 23 aus einem Isoliermaterial mit dem Antrieb 8 verbunden. Die Löschkammer 21 ist ebenfalls durch eine nicht dargestellte Betätigungseinheit mit dem Antrieb 8 verbunden. Die bewegliche Betätigungsstange 23 wird druckdicht in das Innere des Schaltergehäuses 2 eingeführt. Für die druckdichte Einführung der Betätigungsstange 23 sind verschiedene Lösungen bekannt, deshalb braucht hier auf die konkrete Ausführung nicht eingegangen zu werden. Die Betätigungsstange 23 kann zudem auch durch einen zusätzlichen Stützisolator gegenüber dem Deckel 7 abgestützt werden. Für die Ausgestaltung der Flanschverbindung des Antriebs 8 mit dem Deckel 7 sind ebenfalls die verschiedensten Varianten möglich.
  • Antriebsseitig ist die Löschkammer 20 über ein elektrisch leitendes Anschlussstück 24 mit der Eingussarmatur 14 verbunden. In das Anschlussstück 24 ist eine einfach lösbare Kontaktierung integriert, die das Ausfahren der Aktivteile 19 erleichtert. Die Löschkammer 21 ist auf der dem Antrieb 8 abgewandten Seite mit einer Kontaktierungsbaugruppe 25 versehen, welche in ein Anschlussteil 26 eingeschoben ist. Das Anschlussteil 26 ist aus einem Metall gefertigt, vorzugsweise ist es aus einer Aluminiumlegierung gegossen, es ist mit der Eingussarmatur 17 des Stützisolators 16 elektrisch leitend verbunden. Die Aktivteile 19 werden durch die beiden Stützisolatoren 13 und 16 mechanisch gehalten. In der Regel wird jedoch die Löschkammer 20 antriebsseitig zusätzlich isolierend abgestützt, diese Abstützung ist hier jedoch nicht dargestellt.
  • Das Schaltergehäuse 2 ist mit einem isolierenden Medium, vorzugsweise SF6-Gas unter Druck, gefüllt. An dem Schaltergehäuse 2 sind zwei Füsse 27 angebracht für die Befestigung des Leistungsschalters 1 auf einem in der Figur nicht dargestellten Fundament.
  • Die Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des Anschlussteils 26, und zwar von der Antriebsseite des Leistungsschalters 1 her gesehen. Das Anschlussteil 26 weist eine dielektrisch günstig ausgebildete, torusförmige Abschirmelektrode 28 auf. Im Zentrum der Abschirmelektrode 28 ist eine zylindrisch ausgebildete Öffnung 29 vorgesehen, die konzentrisch zur Achse 18 angeordnet ist. Die Öffnung 29 wird in radialer Richtung begrenzt durch eine Zwischenwand 30, deren der Öffnung 29 abgewandte Seite als zylindrische Kontaktfläche 31 ausgebildet ist, die antriebsseitig, wie aus der Figur 2a ersichtlich, mit einer Abschrägung 32 versehen ist. Zwischen der Zwischenwand 30 und einer Aussenwand 33 der Abschirmelektrode 28 ist ein antriebsseitig weit offenes Volumen 34 vorgesehen.
  • An die Oberfläche der Abschirmelektrode 28 sind zwei voneinander beabstandete, dielektrisch günstig ausgebildete Tragsäulen 35 angeformt, die symmetrisch zu einer Mittelachse 36 angeordnet sind. Auf der der Abschirmelektrode 28 abgewandten Seite der Tragsäulen 35 ist an diese Tragsäulen 35 eine diese verbindende, dielektrisch günstig ausgebildete Armatur 37 angeformt. Die Armatur 37 weist auf der der Abschirmelektrode 28 abgewandten Seite im Zentrum einen Zentrierzapfen 38 auf, der in eine entsprechende Vertiefung der Eingussarmatur 17 des Stützisolators 16 passt. Die Armatur 37 ist mit vier Bohrungen 39 versehen, welche die Befestigungsschrauben aufnehmen für die Verbindung der Armatur 37 mit der Eingussarmatur 17. Die Köpfe der Befestigungsschrauben sind hier so angeordnet, dass sie im Zwischenraum 40 zwischen den Tragsäulen 35 liegen. Die Köpfe der Befestigungsschrauben werden durch die Tragsäulen 35 dielektrisch abgeschirmt, sodass ihre Kanten das elektrische Feld im Bereich der Armatur 37 nicht negativ beeinflussen können. Die Figur 2b zeigt den in der Figur 2 angegebenen Teilschnitt B-B durch das Anschlussteil. Aus diesem Teilschnitt ist der Querschnitt einer dielektrisch günstig ausgebildeten Tragsäule 35 ersichtlich, der auf beiden Seiten des Zwischenraums 40 vergleichsweise grosse, abschirmend wirkende Radien 41 aufweist. Der Zwischenraum 40 öffnet sich in axialer Richtung, sodass die Köpfe der Befestigungsschrauben nach dem Entfernen des Verschlussdeckels 9 durch die Öffnung 4 sehr leicht zugänglich sind, sodass diese Befestigungsschrauben sehr schnell und einfach gelöst bzw. montiert werden können.
  • Die beiden Tragsäulen 35 können auch durch ein einziges aus einem Metall oder einer Metallegierung gegossenes, dielektrisch günstig gestaltetes U-Profil 50 ersetzt werden, welches sich zu der dem Antrieb abgewandten Seite des Leistungsschalters hin öffnet. Auch diese zweite Ausführungsform des Anschlussteils 26 stellt sicher, dass die Schraubenköpfe sehr wirksam dielektrisch abgeschirmt werden, und dass die Köpfe der Befestigungsschrauben durch die Öffnung 4 sehr leicht zugänglich sind, sodass die Befestigungsschrauben sehr schnell und einfach gelöst bzw. montiert werden können.
  • Die Figur 3 zeigt einen Teilschnitt durch das Anschlussteil 26 mit eingefahrener Kontaktierungsbaugruppe 25. Die Kontaktierungsbaugruppe 25 umfasst ein axial erstrecktes Gehäuse 42 aus einem Metall oder einer Metallegierung, welches elektrisch leitend mit der Löschkammer 21 verbunden ist. Das Gehäuse 42 weist eine radial nach innen führende Wand 43 auf, die auf der dem Anschlussteil 26 zugewandten Seite mit radial erstreckten Rippen 44 versehen ist. An die radial nach innen führende Wand 43 schliesst sich ein im wesentlichen axial erstreckter Kontaktträger 45 an, welcher die Zwischenwand 30 der Abschirmelektrode 28 umschliesst. In die der Kontaktfläche 31 zugewandte Seite des Kontaktträgers 45 ist ein Führungsring 46 aus einem Kunststoff eingelassen, der auf der Kontaktfläche 31 aufliegt. In die der Kontaktfläche 31 zugewandte Seite des Kontaktträgers 45 ist zudem eine Nut eingearbeitet, in welche ein Spiralkontakt 47 eingelegt ist, welcher für die elektrische Kontaktierung zwischen der Kontaktierungsbaugruppe 25 und dem Anschlussteil 26 sorgt. Beim Einfahren macht zuerst der Spiralkontakt 47 Kontakt und unmittelbar danach entlastet der Führungsring 46 den Spiralkontakt 47 mechanisch. Die Abschrägung 32 erleichtert das Einfahren der Kontaktierungsbaugruppe 25 und dient der Aufnahme von Toleranzen zwischen dem Anschlussteil 26 und der Kontaktierungsbaugruppe 25. Der Spiralkontakt 47 könnte aber auch in die Kontaktfläche 31 eingelassen werden, ebenso der Führungsring 46.
  • Durch die Öffnung 29 entweichen bei den beiden gezeigten Ausführungsformen Auspuffgase. Es ist vorstellbar, dass die hier zum Schutz des elektrischen Kontaktbereichs gegen diese Gase und Abbrandpartikel vorgesehene Abkröpfung des Kontaktträgers 45 eventuell nicht hinreichend ist. In diesem Fall ist es sehr einfach möglich, den Kontaktbereich konstruktiv radial nach aussen zu verlegen, sodass die Aussenwand 33 der Abschirmelektrode 28 für die Kontaktierung mit der entsprechend umgestalteten Kontaktierungsbaugruppe 25 benutzt werden kann. Wenn das Anschlussteil 26 nicht im Leistungsschalterbereich eingesetzt wird, so kann die Öffnung 29 ohne weiteres mit einer Abdeckung verschlossen werden, allerdings muss dabei auf eine dielektrisch günstige Ausbildung der Abdeckung geachtet werden.
  • Die äussere Kontur des Gehäuses 42 wird mittels einer Abdeckung 48 bis zur Vorderkante des Kontaktträgers 45 weitergeführt. Diese mit dem Gehäuse 42 verbundene und durch die äussere Kante der Rippen 44 zentrierte Abdeckung 48 ist aus einem perforierten Material gefertigt, beispielsweise aus einem Lochblech oder aus einem Kunststoff. Ein Hohlraum zwischen dieser Abdeckung 48, dem Kontaktträger 45 und den Rippen 44 ist zu einem grossen Teil mit einem Gastrocknungsmittel 49 gefüllt, welches in einen gasdurchlässigen Beutel verpackt ist.
  • Zwischen der Aussenwand 33 der Abschirmelektrode 28 und der Wand 43 des Gehäuses 42 bleibt ein Spalt s gegenüber dem gasgefüllten Innenraum des Schaltergehäuses 2 offen, der den Zutritt des isolierenden Gases in die radial angeordneten Zwischenräume zwischen den Rippen 44 und damit zum Gastrocknungsmittel 49 erleichtert. Der Bereich um den Spalt s ist so ausgebildet, dass er dielektrisch nicht störend wirkt. Der Kontaktträger 45 kann mit radial erstreckten Durchbrüchen versehen sein, um die Gaszirkulation durch das Gastrocknungsmittel 49 zu verbessern.
  • Die Figur 4 zeigt einen Teilschnitt durch eine zweite Ausführungsform des Anschlussteils 26, und zwar ist hier statt der beiden Tragsäulen 35 ein dielektrisch günstig ausgebildetes U-Profil 50 vorgesehen, welches die Armatur 37 mit der Abschirmelektrode 28 verbindet. Dieses U-Profil 50 wird so angeordnet, dass sich sein Zwischenraum 40 in Gegenrichtung zur Antriebsseite öffnet. Ein Pfeil 51 gibt in dieser Figur 4 die Richtung zum Antrieb 8 an.
  • Zur Erläuterung der Wirkungsweise werden nun die Figuren etwas näher betrachtet. Die beiden Öffnungen 3 und 4 des Schaltergehäuses 2 sind so ausgelegt, dass die Aktivteile 19 nach beiden Seiten aus dem Schaltergehäuse 2 ausgefahren und demontiert werden können. Wenn der Bedienungsgang für die Demontage der Löschkammern 21 und 20 auf der dem Antrieb 8 abgewandten Seite vorgesehen ist, dann werden die Löschkammern 20 und 21 nach dem Entfernen des Antriebs 8 nach dieser Seite ausgefahren und der Reihe nach demontiert. Der Bedienungsgang ist entsprechend vorteilhaft schmal ausgebildet, er ist hier in der Regel nur wenig breiter ausgeführt, als die Länge der ausgebrachten Löschkammern 20 und 21 dies erfordert. Vor dem Ausfahren der Löschkammern 20 und 21 muss in diesem Fall jedoch zusätzlich das Anschlussteil 26 demontiert werden, um den Weg für das Ausfahren frei zu machen.
  • Die Demontage des Anschlussteils 26 ist von der Öffnung 4 her sehr einfach möglich, da keine zusätzliche Abschirmung der Befestigungsschrauben sorgfältig demontiert werden muss. Der axial erstreckte Zwischenraum 40 zwischen den Tragsäulen 35, bzw. zwischen den Schenkeln des U-Profils 50, erlaubt den problemlosen Zugriff in axialer Richtung von der Öffnung 4 her mit Werkzeugen zum Lösen der vier Befestigungsschrauben, die das Anschlussteil 26 mit der Eingussarmatur 17 des Stützisolators 16 verbinden. Nach dem Lösen und Entfernen der Befestigungsschrauben kann das Anschlussteil 26 einfach von dem Kontaktträger 45 abgezogen und entfernt werden. Die Montage des Anschlussteils 26 ist ebenfalls sehr einfach möglich, da keine zusätzliche Abschirmung für die Befestigungsschrauben angebracht und justiert werden muss. Der Zentrierzapfen 38 erleichtert das korrekte Positionieren des Anschlussteils 26 bei der Montage, ein aufwendiges Ausrichten des Anschlussteils 26 ist deshalb nicht nötig. Um die korrekte axiale Ausrichtung des Anschlussteils 26 einfach sicherzustellen, kann gegebenenfalls ein zusätzlicher Passstift in die der Eingussarmatur 17 zugewandte Fläche der Armatur 37 eingesetzt werden, der in eine entsprechende Bohrung in der Oberfläche der Eingussarmatur 17 eingreift. Die beschriebene Steckverbindung gleicht axiale Toleranzen und Wärmedehnungen wirkungsvoll aus.
  • Besonders vorteilhaft wirkt es sich aus, dass das Volumen 34 im Inneren der Abschirmelektrode 28, welches wegen der dielektrisch günstigen Formgebung dieser Abschirmelektrode 28 zwangsläufig entsteht, hier für die Unterbringung des Gastrocknungsmittels 49 genutzt werden kann, sodass keine zusätzlichen Baugruppen für die Positionierung des stets nötigen Gastrocknungsmittels 49 in das Schaltergehäuse 2 eingebaut werden müssen. Derartige zusätzliche Baugruppen werden in der Regel in Ausbuchtungen der Wand des Schaltergehäuses 2 plaziert, um sie dielektrisch abzuschirmen. Hier können diese Ausbuchtungen entfallen, welche das Schaltergehäuse 2 verteuern und dessen Reinigung erschweren. Ferner wirkt es sich vorteilhaft aus, dass bei Revisionen das Gastrocknungsmittel 49 zusammen mit den Aktivteilen 19 entfernt wird, sodass es dann sehr leicht zugänglich ist und sehr leicht und einfach ausserhalb des Schaltergehäuses 2 ausgewechselt werden kann. Der Montageaufwand wird so vorteilhaft klein gehalten.
  • Das Konzept dieser metallgekapselten gasisolierten Schaltanlage erlaubt es, den Bedienungsgang entweder auf der Antriebsseite der Schaltanlage oder auf der dem Antrieb 8 abgewandten Seite anzuordnen. Dieses variable Anlagenkonzept erlaubt eine optimale Anpassung der Schaltanlage an die jeweiligen baulichen Gegebenheiten und an die Wünsche der Kunden. Das einfach und rasch montierbare und demontierbare Anschlussteil 26 ermöglicht dieses vorteilhafte Anlagenkonzept, ohne den Montageaufwand dafür nennenswert zu erhöhen.
  • Das Prinzip, den ungenutzten Raum im Inneren von Abschirmelektroden 28 zu nutzen für die Unterbringung des Gastrocknungsmittels 49, kann bei metallgekapselten gasisolierten Schaltanlagen generell vorteilhaft angewendet werden, wenn der freie Zutritt des SF6-Gases zum Gastrocknungsmittel 49 sichergestellt ist.
  • Das Anschlussteil 26 kann auch vorteilhaft für preisgünstige und platzsparende Winkelverbindungen an anderen Stellen der metallgekapselten gasisolierten Schaltanlage eingesetzt werden, beispielsweise für Abknickungen von Sammelschienen. Die entsprechenden Gasräume der Schaltanlage können so auch ohne grossen Aufwand mit dem Gastrocknungsmittel versehen werden.
  • Im Ausführungsbeispiel ist der Einbau des Anschlussteils 26 in ein waagrecht angeordnetes Gehäuse beschrieben, es ist jedoch prinzipiell möglich, das vorteilhaft ausgebildete Anschlussteil 26 mit der in dieses eingreifenden Kontaktierungsbaugruppe 25 auch in senkrecht angeordneten Gehäusen vorzusehen.
    • BEZEICHNUNGSLISTE
    • 1
    Leistungsschalter
    2
    Schaltergehäuse
    3,4
    Öffnung
    5,6
    Flansch
    7
    Deckel
    8
    Antrieb
    9
    Verschlussdeckel
    10,11
    Öffnung
    12
    Flansch
    13
    Stützisolator
    14
    Eingussarmatur
    15
    Flansch
    16
    Stützisolator
    17
    Eingussarmatur
    18
    Achse
    19
    Aktivteile
    20,21
    Löschkammer
    22
    Verbindungsstück
    23
    Betätigungsstange
    24
    Anschlussstück
    25
    Kontaktierungsbaugruppe
    26
    Anschlussteil
    27
    Füsse
    28
    Abschirmelektrode
    29
    Öffnung
    30
    Zwischenwand
    31
    Kontaktfläche
    32
    Abschrägung
    33
    Aussenwand
    34
    Volumen
    35
    Tragsäulen
    36
    Mittelachse
    37
    Armatur
    38
    Zentrierzapfen
    39
    Bohrungen
    40
    Zwischenraum
    41
    Radien
    42
    Gehäuse
    43
    Wand
    44
    Rippen
    45
    Kontaktträger
    46
    Führungsring
    47
    Spiralkontakt
    48
    Abdeckung
    49
    Gastrocknungsmittel
    50
    U-Profil
    51
    Pfeil
    s
    Spalt

Claims (10)

  1. Metallgekapselte gasisolierte Schaltanlage mit mindestens einem in einem Gehäuse entlang einer Achse (18) erstreckt montierten Aktivteil (19), welches an mindestens einer Seite eine Kontaktierungsbaugruppe (25) aufweist, mit mindestens einem mit einer Abschirmelektrode (28) versehenen und mit der Kontaktierungsbaugruppe (25) elektrisch leitend verbindbaren Anschlussteil (26), dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Abschirmelektrode (28) des Anschlussteils (26) mit einem einen Zwischenraum (40) begrenzenden Tragelement verbunden ist,
    - dass das Tragelement auf der der Abschirmelektrode (28) abgewandten Seite mit einer Armatur (37) verbunden ist, und
    - dass die Armatur (37) vom Zwischenraum (40) ausgehende, für die Aufnahme von Befestigungsschrauben ausgelegte Bohrungen (39) aufweist.
  2. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Bohrungen (39) für die Aufnahme der Befestigungsschrauben im dielektrisch abgeschirmten Bereich des Zwischenraums (40) angeordnet sind.
  3. Schaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    - dass das Tragelement aus zwei getrennten Tragsäulen (35) aufgebaut ist.
  4. Schaltanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
    - dass der Zwischenraum (40) zwischen den Tragsäulen (35) sich in die Richtung der Achse (18) erstreckt.
  5. Schaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    - dass das Tragelement aus einem U-Profil (50) aufgebaut ist.
  6. Schaltanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
    - dass der Zwischenraum (40) zwischen den Schenkeln des U-Profils (50) sich axial nach der dem Antrieb (8) entgegengesetzten Seite öffnet.
  7. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
    - dass das Anschlussteil (26) als einteilig demontierbares Element ausgebildet ist.
  8. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
    - dass die konzentrisch zur Achse (18) angeordnete Abschirmelektrode (28) ein ringförmiges Volumen (34) für die Aufnahme der Kontaktierungsbaugruppe (25) aufweist, und
    - dass die Abschirmelektrode (28) eine sich in Richtung auf die Kontaktierungsbaugruppe (25) zu erstreckende, zylindrisch ausgebildete Zwischenwand (30) aufweist, auf welche sich ein Kontaktträger (45) der eingefahrenen Kontaktierungsbaugruppe (25) abstützt.
  9. Schaltanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
    - dass die der Abschirmelektrode (28) zugewandte Seite der Kontaktierungsbaugruppe (25) mit zwischen dem Kontaktträger (45) und einer Abdeckung (48) eingebrachtem Gastrocknungsmittel (49) versehen ist, und
    - dass dieses Gastrocknungsmittel (49) bei definitiv eingefahrener Kontaktierungsbaugruppe (25) innerhalb des Volumens (34) der Abschirmelektrode (28) liegt.
  10. Schaltanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
    - dass zwischen der Abschirmelektrode (28) und einem weiteren Gehäuse (42) ein umlaufender Spalt (s) vorgesehen ist, und
    - dass eine radial verlaufende Wand (43) des Gehäuses (42) so mit radial verlaufenden axial erstreckten Rippen (44) versehen ist, dass die Zwischenräume zwischen den Rippen (44) sich im Bereich des Spaltes (s) nach aussen öffnen.
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