DE1059070B

DE1059070B - Two-stage high-voltage rotary disconnector

Info

Publication number: DE1059070B
Application number: DEA19143A
Authority: DE
Inventors: Georg Th Trolin
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1952-11-14
Filing date: 1953-11-12
Publication date: 1959-06-11

Description

DEUTSCHESGERMAN

Bekannte Hochspannungsdrehtrennscihalter für Freiluftanlagen haben zwei gleich lange Trennmesser, die in geschlossenem Zustand des Trennschalters miteinander Kontalct machen. Die Messer sind auf gleich hohen Isolatoren befestigt, die lotrecht auf einem horizontalen Gestell angeordnet und um ihre eigenen lotrechten Achsen drehbar sind. Die Messer sind entweder so· angeordnet, daß sie rechtwinklig von den Isolatoren ausgehen und sich beim Schließen oder öffnen in Horizontalebenen bewegen oder einen spitzen Winkel mit den Achsen bilden und damit in der Schließstellung einen Winkel unter sich einschließen, der kleiner als 180° ist. Wenn der Trennschalter geöffnet wird, werden die Isolatoren ungefähr um 90° in der gleichen oder entgegengesetzten Riehtung gedreht, wobei die Messer sich in einer Horizontalebene bewegen oder den Teil eines Kegelmanitels bei ihrer Bewegung beschreiben, je nachdem, welche der obengenannten Befestigungsarten der Messer am Isolator angewendet wird.Well-known high-voltage rotary disconnection holders for outdoor systems have two disconnection knives of equal length, the make contact with each other when the disconnector is closed. The knives are on the same high insulators attached, arranged vertically on a horizontal rack and around their own perpendicular axes are rotatable. The knives are either arranged so that they are at right angles to the Insulators go out and move in horizontal planes when closing or opening or one Form an acute angle with the axes and thus enclose an angle between themselves in the closed position, which is smaller than 180 °. When the circuit breaker is opened, the isolators will be approximately rotated by 90 ° in the same or opposite direction, whereby the knife is in a horizontal plane move or describe part of a cone as you move, depending on which one the above-mentioned types of attachment of the knife to the insulator is used.

Bei bekannten Drehtrennschaltern dieser Art können mit rechtwinklig zu den Isolatoren angeordneten Messern Sammelschienen und die ein- oder ausgehenden Leitungen in der Regel nicht gleichzeitig von den Stützen der Trennschalterpole getragen werden, vielmehr wird zumindest ein Trennschalterpol mit dem ihm zugehörigen Leitungssystem durch ein Anschlußseil verbunden. Man hat jedoch auch bereits, damit die Leiter der beiden sich kreuzenden, in verschiedenen Ebenen liegenden Leitungssysteme von den Stützern der Trennschalter getragen werden können, auf die die einen Messer tragenden Isolatoren stabförmige, metallische Träger für die in der höheren Ebene geführten Leiter (Sammelschienen oder zu- und abgehende Leitungen) aufgesetzt, während die in der unteren Ebene liegenden Leiter unmittelbar an den die anderen Messer tragenden Trennschalteirisolatoren befestigt sind. Derartige Trennschalter erfordern aber reichlich bemessene Stützer, da sie durch die hochliegenden Leitungen starken Biegebeanspruchungen am Stützer selbst ausgesetzt sind. Ferner hat man, um die Beanspruchung der Träger zu verringern, den vorgenannten Trennschalter schräg angeordnet, um die Träger kürzer bauen zu können; jedoch werden bei einer solchen Schalteranordnung die Stützer noch zusätzlich durch ihre Eigenlast auf Biegung beansprucht.In known rotary disconnectors of this type can be arranged at right angles to the insulators Knives busbars and the incoming or outgoing lines usually not at the same time are supported by the supports of the circuit breaker poles, rather at least one circuit breaker pole connected to the pipe system belonging to it by a connecting cable. However, one also has already, so that the head of the two intersecting pipeline systems lying on different levels can be carried by the supporters of the disconnector, onto which the insulators carrying a knife Rod-shaped, metallic supports for the conductors routed in the higher level (busbars or and outgoing lines), while the ladder lying in the lower level is directly attached the isolating switch insulators carrying the other blades are attached. Such disconnectors require but plentifully dimensioned supports, as they are subject to strong bending stresses due to the high cables are exposed on the support itself. Furthermore, in order to reduce the stress on the girders, the aforementioned disconnector arranged at an angle in order to be able to build the carrier shorter; however, with such a switch arrangement, the supports are additionally opened by their own weight Bending stressed.

Man hat offenbar nicht gewagt, diese starken Biegebeanspruchungen dadurch zu beseitigen, daß man den die Sammelschienen tragenden Stützer nach oben verschob. Wie nachstehend gezeigt ist, ändert sich nämlich durch das Hochverschieben die vom Messer beschriebene Ebene in solcher Weise, daß das Messer in offener Stellung näher an die Zweistützer-Ho chsp annungs drehtrenns ehalt erObviously one has not dared to eliminate these strong bending stresses by that the post carrying the busbars was moved upwards. As shown below, by moving up the plane described by the knife changes in such a way that that the knife in the open position is closer to the two-supporter high tension rotary separators

Anmelder:Applicant:

Allmänna Svenska Elektriska
Aktiebolaget,
Västeräs (Schweden)Allmänna Svenska Elektriska
Aktiebolaget,
Västeräs (Sweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Missling, Patentanwalt,
Gießen, Bismarckstr. 43Representative: Dipl.-Ing. H. Missling, patent attorney,
Giessen, Bismarckstrasse. 43

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 14. November 1952Claimed priority:
Sweden 14 November 1952

Georg Th. Trolin, Västeräs (Schweden),
ist als Erfinder genannt wordenGeorg Th. Trolin, Västeräs (Sweden),
has been named as the inventor

Sammelschiene der benachbarten Phase der Anlage kommt.Busbar of the neighboring phase of the system comes.

Der Trennschalter gemäß der Erfindung unterscheidet sich von den oben beschriebenen und derzeit bekannten dadurch, daß die drehbaren Isolatoren oder Stützer in ihrer Höhe gegeneinander verschoben auf ihrer Grundplatte befestigt sind. Daraus ergibt sich zugleich die Notwendigkeit, die Messer so anzuordnen, daß das vom höherliegenden Stützer getragene Messer einen stumpfen Winkel mit der lotrechten Achse des zugehörigen Stützers bildet; die Messerenden bewegen sich somit in einer waagerechten Ebene₃ und die Messer selbst beschreiben bei ihrer Bewegung" mit ihrer Basis einander zugewendete, aber mit ihren Achsen um den Abstand der Stützerachsen gegeneinander versetzte Kegelmäntel. Man gewinnt so gegenüber den Trennschaltern mit metallischen Trägern für die Sammelschienen oder Leitungen eine wesentliche Verminderung der von den Leitungen oder Sammelschienen ausgehenden Biegebeanspruchungen und kann mit billigen Isolatoren auskommen. Gegenüber den Drehtrennschaltern ohne metallische Träger erreicht man geringere Abmessungen der Schaltanlage in der Längsrichtung der Sammelschiene und erspart besondere Isolatoren für die Befestigung der Sammelschienen oder der ein- und ausgehenden Leitungen zu den Generatoren und Transformatoren.The circuit breaker according to the invention differs from the above-described and currently known in that the rotatable insulators or supports are attached to their base plate, shifted in height relative to one another. This also results in the need to arrange the knives so that the knife carried by the higher-lying support forms an obtuse angle with the vertical axis of the associated support; the knife ends move in a horizontal plane ₃ and the knives themselves describe conical shells with their base facing each other, but offset with their axes by the distance between the supporter axes or lines a significant reduction in the bending stresses emanating from the lines or busbars and can get by with cheap insulators. and outgoing lines to the generators and transformers.

Bei Zweistützertrennschaltern mit einem Trennmesser, bei dem sich das Messer in einer lotrechten Ebene bewegt, ist bereits vorgeschlagen worden, die Stützer in verschiedenem Abstand von ihrer Grund-In the case of two-post disconnectors with a disconnecting knife in which the knife is in a vertical position It has already been proposed to move the supports at different distances from their basic

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platte zu befestigen, um das vom Winddruck herrührende Lastmoment zu verkleinern und damit die Biegebeanspruchung der Stützer zu verringern. Trennschalter der letztgenannten Art, ■ sogenannte Schwenktrennschalter, weisen jedoch gegenüber Trennschaltern mit zwei um lotrechte Achsen drehbaren Messern, sogenannten Drehtrennschaltern. Nachteile auf, so daß man in Schaltanlagen Drehtrennschalter mit zwei Messern vorzieht. Bei Trennschaltern mit einem in einer lotrechten Ebene beweglichen Messer besteht nämlich die Gefahr, daß das Messer durch die vorgesehenen Sperren nicht einwandfrei gehalten wird, so daß es herabfallen und den Trennschalter schließen - oder öffnen kann. Bei Schwenktrennschaltern, also bei Trennschaltern mit sich in einer lotrechten Ebene bewegenden Messern, ist ferner die Frage der Raumausnutzung der Anlage nicht in dem gleichen Maße wie bei Drehtrennschaltern schwierig gelagert. Bei den -bekannten Schwenktrennschaltern ändert sich nämlich nicht der Abstand des ausgeschalteten Messers von der Sammelschiene der benachbarten Phase, wie man auch immer die Stütze hochverschieben würde. Anders liegen die Dinge bei einem Drehtrennschalter, bei dem zwei Messer in' einer waagerechten oder nahezu waagerechten Ebene ausschlagen. Hier würde sich durch das Hochverschieben der beiden Stützer nämlich die vom Messer beschriebene Ebene in solcher Weise ändern, daß das Messer in offener Stellung näher an die Sammelschiene der benachbarten Phase der Anlage kommt, was nicht der Fall sein darf. Auf Grund dieses Umstandes-- hat man offenbar nicht daran gedacht, bei einem Drehtrennschalter die Möglichkeit zu erwägen, nur einen-Stützer in der Höhe gegenüber dem anderen Stützer zu verschieben; der obenerwähnte Vorschlag bezieht sich demnach nur auf Schwenktrennschalter, also Trennschalter mit einem Messer, das sich in einer lotrechten Ebene bewegt. Es hat sich aber gezeigt, daß man auch bei einem Drehtrennschalter die Biegebeähspruchung der die Leiter der angeschlossenen Leitungssysteme tragenden Stützer erheblich vermindern kann, ohne daß der Raumbedarf in der Waagerechten quer zur Sammelschiene sich vergrößert; nämlich indem man bei Zweistützerdrehtrennschaltern mit zwei parallel angeordneten Stützern, von denen jeder-eine Anschlußklemme für die tragende Befestigung einer Sammelschiene bzw. einer Abzweigleitung und "ein Messer trägt, das sich -um eine lotrechte Achse dreht, für Hochspannungsanlagen mit zwei sich kreuzenden, in verschiedenen Ebenen liegenden Leitungssystemen gemäß der Erfindung die Stützer in der Höhe gegeneinander verschiebt, wobei die Messer so angeordnet sind, daß das vom höher liegenden Stützer getragene Messer einen spitzen Winkel und das vom tiefer liegenden Stützer getragene Messer einen stumpfen Winlcel mit der lotrechten Achse des zugehörigen Stützers bildet.
- Ein "Aüsführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser neigento fasten the plate in order to reduce the load torque resulting from the wind pressure and thus to reduce the bending stress on the supports. Disconnectors of the last-mentioned type, so-called swivel disconnectors, have, however, compared to disconnectors with two knives rotatable about vertical axes, so-called rotary disconnectors. Disadvantages, so that rotary disconnectors with two blades are preferred in switchgear. In the case of disconnectors with a knife that can be moved in a vertical plane, there is the risk that the knife is not properly held by the locks provided, so that it can fall down and close the disconnector - or open it. In the case of swivel disconnectors, that is to say in the case of disconnectors with blades moving in a vertical plane, the question of the space utilization of the system is not as difficult as with rotary disconnectors. In the case of the known swivel disconnectors, the distance between the switched-off knife and the busbar of the adjacent phase does not change, however one would move the support up. Things are different with a rotary disconnector, where two knives deflect in a horizontal or almost horizontal plane. Here, by moving the two supports up, the plane described by the knife would change in such a way that the knife comes closer to the busbar of the adjacent phase of the system in the open position, which must not be the case. Due to this fact - one has apparently not thought of considering the possibility of a rotary disconnector to move only one support in height relative to the other support; the above-mentioned proposal therefore only relates to swivel disconnectors, that is to say disconnectors with a knife that moves in a vertical plane. It has been shown, however, that even with a rotary disconnector, the bending stress of the supports carrying the conductors of the connected line systems can be reduced considerably without the space requirement in the horizontal direction transversely to the busbar increasing; namely by having two-post rotary disconnectors with two parallel posts, each of which carries a terminal for the load-bearing attachment of a busbar or a branch line and "a knife that rotates around a vertical axis, for high-voltage systems with two intersecting, in Different planes lying line systems according to the invention, the supports are displaced in height against each other, the knives being arranged so that the knife carried by the higher supporter has an acute angle and the knife carried by the lower supporter has an obtuse angle with the vertical axis of the associated one Supporter forms.
- An "exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the drawing; tend in this

" Fig. 1 und 2 einen Trennschalter mit zwei ungefähr gleich langen Messern, wobei Fig. 1 eine Ansicht der Schaltanlageeinheit und Fig. 2 die gleiche Anlage im Grundriß zeigt;"Fig. 1 and 2 show a circuit breaker with two knives of approximately the same length, FIG. 1 being a view of the Switchgear unit and Fig. 2 shows the same system in plan;

Fig. 3 und 4 zeigen die kritischen Abstände zwischen Trennschaltern benachbarter Phasen, und zwar einerseits längs der Sammelschiene und andererseits quer xur'Sammelschiene.3 and 4 show the critical distances between disconnectors of adjacent phases, on the one hand along the busbar and on the other hand across the xur 'busbar.

Mit 1 bis 8 sind in der Zeichnung die Einzelteile ■eines dreipoligen Trennschalters mit zwei MessernWith 1 to 8 in the drawing are the individual parts ■ of a three-pole disconnector with two blades

bezeichnet. Die Trennschalter sind mit in der Zeichnung nicht dargestellten Betätigungsvorrichtungen zum Drehen der Isolatoren 4 und 5 verbunden. Die Trenn-• messer 2 und 3 jeder Phase sind auf den Isolatoren 4 bzw. 5 befestigt. Wenn der Trennschalter geschlossen ist, berühren sich die beiden Trennmesser in der Kontaktstelle 1. Der Isolator 5 ist auf einer Säule 6 befestigt, wobei entweder die Säule mit dem Isolator oder dieser drehbar zur Säule ist. Die Säule 6 ist ίο dementsprechend drehbar oder starr auf der von Säulen 8 getragenen Fußplatte 7 befestigt. Der Isolator 4 ist auf der gleiohen Fußplatte drehbar angeordnet. designated. The disconnectors are connected to actuating devices, not shown in the drawing, for rotating the insulators 4 and 5. The cutting blades • 2 and 3 of each phase are attached to the insulators 4 and 5, respectively. When the disconnector is closed, the two disconnection blades in contact point 1. The insulator 5 is attached to a column 6 , either the column with the insulator or the latter being rotatable relative to the column. The column 6 is ίο accordingly rotatably mounted or fixed on the base plate 8 supported by columns. 7 The insulator 4 is rotatably arranged on the sliding base plate.

Die mit 15 bezeichneten metallischen Träger dienen dazu, die Anschlußklemmen höher als die oberen Enden der Isolatoren 5 zu legen und zugleich die Sammelschienen 13 zu tragen bzw. auf den Isolatoren 5 abzustützen. Am oberen Ende jedes Isolators 4 ist — ebenso wie an den Isolatoren 5 — eine im Verhältnis zu dem drehbaren Trennmesser feste Kabel- oder Rohrklemme zum Anschluß und zum Tagen der Leitung 14 angebracht. Die Leitungen 14 bzw. die Sammelschienen 13 werden somit direkt an die zugehörigen Trennschalterklemmen angeschlossen und zugleich von den Iolatoren 4 und 5 bzw. den auf letzteren aufgesetzten Trägern 15 getragen, wodurch in den meisten Fällen Isolatoren für die Aufhängung der Leitungen überflüssig werden.The metallic supports designated by 15 serve to place the connection terminals higher than the upper ends of the insulators 5 and at the same time to carry the busbars 13 or to support them on the insulators 5. At the upper end of each insulator 4 - as well as on the insulators 5 - a cable or pipe clamp, which is fixed in relation to the rotatable cutting knife, is attached to the connection and the fixing of the line 14 . The lines 14 or the busbars 13 are thus connected directly to the associated disconnector terminals and at the same time supported by the isolators 4 and 5 or the supports 15 placed on the latter, which in most cases eliminates the need for insulators for suspending the lines.

Die einzelnen Trennschalterpole sind parallel zueinander so auf dem gemeinsamen Träger 8 angeordnet, daß eine lotrechte Ebene durch ein Trennmesserpaar im geschlossenen Zustand einen Winkel mit einer die zugehörige Sammelschiene 13 aufnehmenden lotrechten Ebene bildet. Diese Drehung der Trennschalterpole zur Leitung bewirkt, daß gegenüber einer Anordnung der. Trennschalterpole in der lotrechten, die Sammelschiene 13 aufnehmenden Ebene ein größerer Abstand zwischen den Trennmessern im geöffneten Zustand und den Leitungen 14 erzielt wird, die nach einem anderen Sammelschienensystem gehen. Mit 9 ist ein Leistungs-Schalter zum Anschluß des Transformators 11, mit 10 ein Stromwandler bezeichnet; der Trennschalter verbindet den Transformator mit den Leitungen 14, 12 bezeichnet einen Kabelkasten für das zum Transformator führende Kabel.The individual disconnector poles are arranged parallel to one another on the common carrier 8 in such a way that a vertical plane through a pair of disconnecting blades in the closed state forms an angle with a vertical plane receiving the associated busbar 13. This rotation of the circuit breaker poles to the line causes that compared to an arrangement of the. Disconnector poles in the vertical plane accommodating the busbar 13, a greater distance is achieved between the disconnection blades in the open state and the lines 14 , which go to a different busbar system. 9 with a power switch for connecting the transformer 11, with 10 denotes a current transformer; the disconnector connects the transformer to lines 14, 12 denotes a cable box for the cable leading to the transformer.

Fig 3 zeigt zwei Trennschalter R und S, die die Abzweigleitung 14 mit der Sammelschiene 13 verbinden. Längs der Sammelschiene besteht ein kritischer Abstand L in bezug auf Überschlagsgefahr zwischen dem Drehpunkt des Messers 3 am Isolator 5 des Trennschalters R und der Abzweigleitung 14 an dem gezeigten Stützer des Trennschalters S. Die Trennschalter sind hierbei in geschlossener Stellung gezeichnet. 3 shows two disconnectors R and S which connect the branch line 14 to the busbar 13 . Along the busbar, there is a critical distance L with respect to the risk of rollover between the pivot point of the knife 3 on the insulator 5 of the disconnector R and the branch line 14 on the shown support of the disconnector S. The disconnectors are shown in the closed position.

Fig. 4 zeigt die Seitenansicht der beiden Trennschalter, wobei diese sich in geöffneter Stellung befinden und nur die von den höher liegenden Isolatoren 5 getragenen Messer 3 wiedergegeben sind. Die Messer 3 sind hierbei um ungefähr 90° um die Iotrechte Achse gedreht worden, so daß sich die Messer jeweils dem Stützer des der benachbarten Sammelschiene zugeordneten Trennschalters nähern. Nimmt man an, daß der Abstand der Sammelschiene R von der Sammelschienenphase .S¹ gleich dem kritischen Abstand Q ist, bei dem gerade noch kein Überschlag zwischen den Phasen erfolgt, kann man einen Kreisbogen mit einem Radius gleich dem Phasenabstand Q um einen Punkt der Sammelschiene als Zentrum schlagen, der in der Ebene liegt, die durch den Stützer des Trennschalters R und das geöffnete Messer 3 4 shows the side view of the two disconnectors, these being in the open position and only the knives 3 carried by the insulators 5 located higher up are shown. The knives 3 have been rotated by approximately 90 ° around the perpendicular axis so that the knives each approach the support of the disconnector associated with the adjacent busbar. Assuming that the distance of the busbar R from the busbar phase .S ^{1 is} equal to the critical distance Q at which there is just no flashover between the phases, one can create an arc with a radius equal to the phase distance Q around a point on the busbar as the center, which lies in the plane formed by the support of the disconnector R and the opened knife 3

Claims

5 6 of this circuit breaker runs. It can then be seen that it is arranged that the knife carried by the higher-lying insulator 5 upwards by a certain amount can be displaced at an acute angle without the opened knife 3, carried by the lower-lying supporter, cutting the arc of the circle. The larger the one stamping angle with the vertical axis of the busbar spacing in relation to the length of the 5 of the associated support. Knife 3, the higher it can be without the 2nd two-post high-voltage rotary disconnector critical distance across the busbar to over- according to claim 1, characterized in that the steps, and the higher the insulator 5 can be high-connection terminal for the higher Be moved collectively. There is therefore a height lower rail (13) on one of the supports (5) between the insulators 5 and 4, which is arranged with a metallic carrier (15) that is fixed in place. Consideration, on the one hand, of the bending stresses on the insulator and, on the other hand, of the critical distance. German patent applications A 5082 VIII b / 21 c (published on July 24, 1952), A 5083 VIII b / 21 c Claims: 1s (published on September 25, 1952), A 5408 VIII b / 21 c (published on October 23, 1952 );

1. Two-post high-voltage rotary disconnector, German patent specifications No. 391 018, 352 246,

with two parallel rotatable supports, 723 429;

each of which has a connector for Austrian patent specification No. 168743,172545; load-bearing attachment of a busbar or 20 electricity industry, issue 8, August 1951, p. X; Branch line and a knife carries, for systems, extracts from German patent applications, Vol. II, with two intersecting, in different planes, class 21, p. 397, L 111352.
lying pipe systems, characterized in that the supports (4, 5) are opposite in height. Legacy Patents Considered:
are shifted from one another, the knives as 25 German Patent No. 934 356.

1 sheet of drawings

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