NL8902799A - Metaal omhuld, modulair middenspannings-verdeelsysteem. - Google Patents

Description

Metaal omhuld, modulair middenspannings-verdeelsysteem.

Uitvinders: Ijsbrand Paul Jozef Maria PONSIOEN en Paulus PAUL.

De uitvinding heeft betrekking op een metaal omhuld, modulair middenspannings-verdeelsysteem, omvattende een of meer uit compartiment-modules opgebouwde velden, in welke modules componenten van het verdeel-systeem zijn ondergebracht.

Er zijn modulaire middenspanningsverdeelsystemen bekend, die met plaatstaal zijn omhuld en gebruik maken van SF6-gas als isolatiemedium. Zo is er van Calor Emag een dergelijk systeem bekend onder de aanduiding ZV2, Dit systeem is opgebouwd uit aparte compartimentmodules, zoals een of twee railmodules, een schakelaarmoduul, een bedieningsmoduul, etc.

Het voordeel van een dergelijke modulaire opbouw is, dat diverse door de klant gewenste schakelschema's (veldopbouw) eenvoudig kunnen worden gerealiseerd. Deze modulaire opbouw verschaft nog een aantal andere voordelen, zoals kompacte bouwwijze, eenvoudige uitbreidingsmogelijkheid en gelijkblijvend vloeroppervlak bij enkel- en dubbelrailuitvoeringen.

Alhoewel de bekende modulaire middenspanningssystemen genoemde voordelen bieden, is het uit milieu-overwegingen een nadeel dat gebruik wordt gemaakt van SF6 als isolatiemedium. Bovendien bemoeilijkt dit isolatiemedium het onderhoud en de uitbreiding/reparatie van de installatie omdat onder voorgeschreven condities de installatie achtereenvolgens ontgast, leeggezogen en vervolgens weer gevuld moet worden. Verder zijn de diverse bekende compartimentmodules aangepast aan verschillende functies en daarom ook verschillend van vorm en afmetingen en derhalve vrij beperkt onderling uitwisselbaar.

De uitvinding beoogt thans een modulair middenspanningsverdeel-systeem van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, waarbij de genoemde nadelen van de bekende systemen onder behoud van de voordelen worden vermeden en daarbij in het bijzonder eenvoudiger en flexibeler van opzet is.

De uitvinding wordt gekenmerkt door: per veld althans een eerste, in verticale richting (x) en in hoofdzaak rechtlijnig verlopend eerste railsysteem voor de interne veldaansluiting; althans een tweede, in horizontale richting (y) en in hoofdzaak rechtlijnig verlopend tweede railsysteem voor externe verbinding met andere velden; - - in horizontale richting (z) en loodrecht op het eerste en tweede i railsysteem verlopende schakelmiddelen waarmee respectievelijk l het eerste en het tweede railsysteem met elkaar, dan wel het eerste railsysteem met een externe aansluiting kunnen worden verbonden.

De voor het middenspanningsverdeelsysteem benodigde en in de compartimentmodules ondergebrachte componenten bestaan in het algemeen uit schakelmiddelen zoals vermogenschakelaars en/of scheidings-schakelaars met de bijbehorende aandrijfmechanismen en bedienings-middelen en externe en interne aansluitmogelijkheden zoals kabelaansluitingen en railsystemen.

Door het verdeelsysteem uit te voeren zoals de uitvinding dat aangeeft, kunnen deze componenten op betrekkelijk willekeurige wijze in het totale systeem worden geplaatst terwijl toch de in- en externe verbindingen eenvoudig tot stand kunnen worden gebracht.

De veldopbouw, dat wil zeggen de positie van de kabelaansluiting, de toepassing van een enkel- of dubbelrailsysteem, etc. is dus volkomen vrij te kiezen. De uitvinding verschaft daarmee een zeer flexibel systeem dat gemakkelijk te onderhouden, uit te breiden dan wel te repareren is.

Het verticale railsysteem maakt korte, direkte en eenvoudige verbindingen voor zowel de diverse aansluitingen als de bediening en/of de vergrendeling van de schakelaarcomponenten mogelijk, hetgeen de overzichtelijkheid en dus de veiligheid ten goede komt.

De in verdeelsystemen gebruikelijke schakelmiddelen zijn volgens de uitvinding geplaatst tussen de beide railsystemen in, waarbij bovendien het eerste verticale railsysteem is gelegen aan de bedienings-zijde ten opzichte van de schakelmiddelen. Hierdoor en door de horizontale werkingsrichting van de schakelmiddelen kunnen de aandrijfmechanismen voor de schakelmiddelen geplaatst worden en kan de bevestigings-plaat waarop die mechanismen zijn bevestigd en die om die reden zwaar is uitgevoerd tevens dienen als afsluiting van het betreffende compartiment en als zodanig werken als een extra beveiliging voor het bedienend personeel tegen eventueel optredende interne fouten.

Bovendien kunnen de bedienings- en vergrendelmiddelen, alsmede de meet- en signaleringsinrichtingen in één behuizing worden ondergebracht, hetgeen gunstig is ter voorkoming van elektromagnetische interferentie alsmede ter bevordering van de uitwisselbaarheid van de besturings- en beveiligingscomponenten.

Door de scheidings- respectievelijk vermogensschakelaars te plaatsen in dezelfde vlakken als het eerste railsysteem en het tweede railsysteem respectievelijk de externe aansluiting, worden korte, eenvoudige en overzichtelijke verbindingen mogelijk.

De eenvoud en betrouwbaarheid kan verder worden verhoogd door de aansluitpunten tussen schakelaars en rails met het railsysteem te integreren.

Door de "lay-out" van het verdeelsysteem volgens de uitvinding is de flexibiliteit verder te verhogen door de externe aansluiting uit te voeren als kabeleindsluitingen, die hetzij in hoofdzaak in het verticale vlak door het tweede railsysteem, hetzij in een verticaal vlak daarachter zijn gelegen.

Om optimaal van de door de uitvinding geboden keuzevrijheid bij de veldopbouw te kunnen profiteren is het systeem opgebouwd uit gelijkvormige, in hoofdzaak rechthoekige compartimentmodules, die spiegelsymme-trisch zijn ten opzichte van de drie hoofdvlakken door het zwaartepunt. Althans een vlak van een dergelijke rechthoekige compartimentmoduul kan worden voorzien van een isolerende drager voor de componenten van het veldsysteem.

Door bovengenoemde symmetrie kan elke compartimentmoduul met de daarin aanwezige component op elke plaats in het systeem worden toegepast en ook weer worden uitgewisseld. Door de eenheid in maatvoering van de modules is verder uitbreiding van de installatie zeer eenvoudig te realiseren.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen, waarop uitvoeringsvoorbeelden zijn weergegeven.

Figuur 1 toont een standaardopstelling volgens de uitvinding bij een enkelrail-systeem; figuur 2 toont een standaardopstelling volgens de uitvinding bij een dubbelrail-systeem met de kabeleindsluitingen tussen de railcompar-timenten; m figuur 3 toont een doorsnede door een scheidingsschakelaar.

In de figuren 1 en 2 waarin slechts een veld 17 gedetailleerd is weergegeven, is met het verwijzingscijfer 1 het eerste, verticale, driefasen-railsysteem aangegeven, dat in de richting x verloopt. Met de verwijzingscijfers 2 en 3 worden respectievelijk vermogensschakelaars en scheidingsschakelaars aangegeven, die in de horizontale richting z verlopen en zich bevinden tussen het genoemde eerste railsysteem 1 en het daarachter gelegen tweede railsysteem 4, waarvan de rails zich in de horizontale richting y uitstrekken en loodrecht staan op de richting x van het eerste railsysteem 1. Ook kan worden gezegd, dat de fasen van het eerste railsysteem 1 en de polen van de schakelaars 2 en 3 zich in een gemeenschappelijk verticaal vlak (x,z) uitstrekken, terwijl de fasen van het tweede railsysteem 4 en de polen van de schakelaars 2 en 3 zich in een gemeenschappelijk horizontaal vlak (y,z) uitstrekken.

De vermogensschakelaars 2, hier b.v. bestaande uit vacuumschake-laars, strekken zich uit tussen het eerste railsysteem 1 en de kabel-eindaansluitingen 5. Deze kabeleindsluitingen verlopen in figuur 1 volgens het bovengenoemde verticale vlak van het tweede railsysteem 4.

In de opstelling volgens figuur 2 zijn deze kabeleindsluitingen 5 ten opzichte van het tweede railsysteem 4 naar achteren geschoven.

De aansluitpunten voor de scheidingsschakelaar 3 kunnen in het eerste railsysteem 1 worden geïntegreerd. Dit is schematisch weergegeven in de figuren 1 en 2 aan de uiteinde van de rails van het eerste railsysteem 1. Figuur 3 geeft hiervan een meer gedetailleerde doorsnede in het vlak x-z. Met 1 is een verticale rail van het eerste railsysteem aangegeven. 20 is de contactstift van de scheidingsschakelaar 3 met huis 21. De contactstift 20 wordt door lamellencontacten in houder 22 ondersteund. Deze lamellencontacten zijn opgebouwd uit contactveren 23 onderrsteund door een stip 24 waarop een bout 25 aangrijpt voor het tegen de contactstift 20 drukken van de contactveren 23. Eén en ander wordt met behulp van een in de steunisolator 19 gegoten ring 27 en bouten 26 op zijn plaats gehouden. De bouten 26 lopen door de houder 22 tot in het huis 21 van de scheidingsschakelaar 3. Bij 28 rechts onderaan bevindt zich een aansluitpunt voor een vermogenschakelaar 2. De contactstift 20 van de scheidingsschakelaar 3 wordt bij het verbinden van de rail 1 met één van de rails van het horizontale railsysteem 4 in deze figuur 3 naar links verplaatst.

Het horizontale tweede railsysteem 4 kan meerdere velden doorlopen. De in figuur 1 naar links weergegeven blokken kunnen daarom gelijksoortige velden met onderdelen bevatten, zoals verticaal railsysteem 1 en schakelaars 2 en 3. Het tweede railsysteem 4 doorloopt dan meerdere naast elkaar gelegen velden 17, 18 etc.

Deze opstelling maakt de opzet van een middenspanningsverdeelsys-teem zeer flexibel. Uit de figuren blijkt dat de aansluitingen kort en simpel gehouden kunnen worden, hetgeen ook geldt voor de aandrijving en de vergrendelingen, waarvan de bedieningsmiddelen aan de voorzijde zijn gelegen, dat wil zeggen links in de figuren. Met 6 is de aandrijfinrichting voor de bijbehorende vacuumschakelaar 2 aangegeven. Deze aandrijfinrichting 6 ligt in een frontmoduul vóór de moduul voor het eerste verticale railsysteem 1. Aan deze zijde liggen zoals gezegd alle overige bedieningsorganen.

In figuur 2 zijn de onderste scheidingsschakelaars 3b naar links uitgetrokken, zodat het onderste horizontale railsysteem 4b niet met het eerste railsysteem 1 is verbonden. Aan de bovenzijde in figuur 2 verbinden de scheidingsschakelaars 3a het verticale railsysteem 1 met het bovenste horizontale railsysteem 4.

Door de opstelling volgens de uitvinding, waarbij de verschillende delen alle verlopen in de richtingen x, y en z, kunnen compartimentmodu-les worden toegepast, die dezelfde uitvoeringsvorm bezitten, met door-voeropeningen op voorafbepaalde plaatsen en die op passende wijze en in passende richtingen wat betreft de doorvoeropeningen op en naast elkaar kunnen worden geplaatst.

Deze compartimentering is in de figuren 1 en 2 met dik getrokken lijnen aangegeven, respectievelijk de verwijzingscijfers 7 t/m 13 bij het veld 17. De compartimenten 7 t/m 13 kunnen bijvoorbeeld bestaan uit rechthoekige frames met telkens gelijke afmetingen en met een of meer afsluitbare zijwanden. In de uitvoeringsvorm volgens figuren 1 en 2 bevindt zich in compartiment 7 rechts bovenaan een deel van het bovenste horizontale railsysteem 4 respectievelijk 4a. Door compartiment 8 strekken zich aansluitrails uit tussen de vacuumschakelaars en de kabeleindsluitingen 5. In compartiment 9 in figuur 2 loopt weer een deel van het onderste horizontale railsysteem 4b. In compartiment 10 bevindt zich het aardingssysteem 15.

In het linker boven compartiment 12 loopt een deel van het eerste verticale railsysteem 1 met de scheidingsschakelaars 3 (fig. 1) respectievelijk 3a (fig. 2). In de compartimenten 11 en 12 bevinden zich de doorlopende delen van het eerste railsysteem 1 en in compartiment 11 de vacuumschakelaars 2, die dit eerste railsysteem met de kabeleindsluitingen 5 in de compartimenten 8 en 13 verbinden. Tenslotte bevinden zich in het compartiment 10 links onderaan in figuur 2 de onderste delen van het eerste verticale railsysteem 1 en de scheidingsschakelaars 3b, die het railsysteem kunnen aansluiten op het onderste horizontale railsysteem 4b.

Met de verwijzingscijfers 14a, b, c zijn isolerende afsluitplaten tussen respectievelijk de compartimenten 7 en 12, 8 en 11, alsmede 9 en 10 aangegeven, die tevens dienen voor het ondersteunen van de scheidingsschakelaar 3 respectievelijk 3a, b, de vermogenschakelaar 2, en het horizontale railsysteem 4. In bijvoorbeeld compartiment 7 kan een verdere isolerende plaat 29 worden aangebracht, met behulp waarvan het bovenste tweede railsysteem 4 wordt ondersteund (fig. 1). De rails van het verticale eerste railsysteem 1 kunnen worden gedragen door de diverse schakelaars 2 en 3 die met de isolerende platen 14a, b op hun plaats worden gehouden. 19 is een steunisolator, die deel uitmaakt van de isolerende afsluitplaat 14a, b, c respectievelijk 30 (fig. 2). In fig. 2 zijn de steunisolatoren tussen de compartimenten 9 en 10 omwille van de duidelijkheid weggelaten.

De open zijden van de verschillende compartimenten geven de nodige ruimte om per veld de verbindingen tussen de componenten in horizontale zin gemakkelijk uit te voeren. In deze openingen kunnen vanzelfsprekend voor de mechanische versteviging en voor een verdere beveiliging ook andere isolerende en metalen platen worden aangebracht.

Tussen de bediener en de verschillende componenten, zoals de schakelaars, de railsystemen, etc. bevinden zich de front-bedienings-modules, in figuur 1 met 16 aangegeven. Deze bevatten de aandrijfmechanismen, de vergrendelingen, etc. voor de schakelaars, meet-en beveiligingsapparatuur enz. De afmetingen in z-richting kunnen desgewenst zijn aangepast aan de afmetingen van de af te dekken componenten of anderszins geschikt zijn gekozen. De frontmodules 16 dekken de componenten af die op zichzelf door de montageplaat van de aandrijving 6 van een vermogens- c.q. scheidingsschakelaar worden gedragen. Daarom behoeven deze frontmodules niet aan zware mechanische eisen te voldoen en kunnen deze bijvoorbeeld uit kunststof worden vervaardigd. De frontmodules hebben in x,y-richting dezelfde afmetingen als de compartimentmodules 7-12.

Het spreekt vanzelf dat de uitvinding niet beperkt is tot de in de figuren 1 en 2 weergegeven verdeelsystemen. De verschillende componenten en rails kunnen ook onderling op andere wijze worden gegroepeerd. Door gebruik te maken van drie loodrecht op elkaar staande richtingen x, y en z blijft echter steeds een zeer eenvoudige modulaire opbouw mogelijk, waarbij met uiterst eenvoudige middelen elk systeem kan worden samengesteld. Het gehele systeem zou ook kunnen worden gedragen door een enkele verticale wand, die dan de isolerende platen 14a, b, c bevat. Uit oogpunt van beveiliging, produktie, flexibiliteit en dergelijke wordt echter de voorkeur gegeven aan compartimentmodules, die de onderdelen beter van elkaar scheiden, waardoor ook een grotere beveiliging,· wordt verkregen, maar die vanwege de x-y-z opbouw van gelijke vorm kunnen zijn.

Claims (10)

1. Metaal omhuld, modulair middenspannings-verdeelsysteem, omvattende een of meer uit compartimentmodules opgebouwde velden, in welke modules componenten van het verdeelsysteem zijn ondergebracht, gekenmerkt door: per veld althans een eerste, in verticale richting (x) en in hoofdzaak rechtlijnig verlopend eerste railsysteem voor de interne veldaansluiting; althans een tweede, in horizontale richting (y) en in hoofdzaak rechtlijnig verlopend tweede railsysteem voor externe verbinding met andere velden; in horizontale richting (z) en loodrecht op het eerste en tweede railsysteem verlopende schakelmiddelen waarmee respectievelijk het eerste en het tweede railsysteem met elkaar, dan wel het eerste railsysteem met een externe aansluiting kunnen worden verbonden.

2. Verdeelsysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het eerste railsysteem ten opzichte van de schakelmiddelen is gelegen aan de bedieningszijde en de aandrijfmechanismen voor de schakelmiddelen zijn bevestigd op een plaat welke zich bevindt tussen de bedieningszijde en die schakelmiddelen.

3. Verdeelsysteem volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de schakelmiddelen tussen het eerste en het tweede railsysteem met behulp van scheidingsschakelaars zijn uitgevoerd en dat de schakelmiddelen tussen het eerste railsysteem en een externe aansluiting met behulp van vermogenschakelaars zijn uitgevoerd.

4. Verdeelsysteem volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de polen van de scheidingsschakelaars geheel of nagenoeg geheel zijn geplaatst in dezelfde vlakken als waarin de overeenkomstige fasen van het eerste verticale railsysteem zich bevinden en tegelijkertijd zijn gelegen in het vlak waarin het tweede horizontale railsysteem zich bevindt.

5. Verdeelsysteem volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de vermogensschakelaars geheel of nagenoeg geheel zijn geplaatst in hetzelfde vlak als waarin het eerste railsysteem zich bevindt en tegelijkertijd zijn gelegen in het vlak waarin de externe aansluiting zich bevindt.

6. Verdeelsysteem volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de aansluitpunten van de scheidingsschakelaars op het eerste railsysteem, geheel zijn geïntegreerd met een deel van dat railsysteem.

7. Verdeelsysteem volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de externe aansluiting kabeleindsluitingen omvat die hetzij in het verticale vlak door het tweede railsysteem, hetzij achter dat vlak zijn gelegen.

8. Verdeelsysteem volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat voor aarding van het systeem aardinrichtingen zijn aangebracht die geïntegreerd zijn met het eerste railsysteem en gelegen zijn in het verticale vlak door dat railsysteem.

9. Verdeelsysteem volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat dit is opgebouwd uit gelijkvormige, rechthoekige compartimentmodules, die spiegelsymmetrisch zijn ten opzichte van de drie hoofdvlakken door het zwaartepunt van de compartimentmoduul, en dat in elk compartimentmoduul één of meer componenten is/zijn opgenomen.

10. Verdeelsysteem volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de, in een compartimentmoduul ondergebrachte componenten gedragen worden door in de zijwanden van de compartimentmodules bevestigde isolatoren.