DE1177236B

DE1177236B - Gekapselte ausfahrbare Schaltzelle

Info

Publication number: DE1177236B
Application number: DEC17617A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Leonhardt
Original assignee: Calor Emag AG
Current assignee: Calor Emag AG
Priority date: 1958-10-04
Filing date: 1958-10-04
Publication date: 1964-09-03

Description

Gekapselte ausfahrbare Schaltzelle Die Erfindung betrifft eine gekapselte, ausfahrbare Schaltzelle, die durch Schottung mehrfach unterteilt ist. Bei der die Druckentlastung ausschließlich nach oben erfolgt und bei der die Sammelschienen senkrecht übereinanderliegen und in einem Isolierstoffgehäuse untergebracht sind. Die Schottung einer derartigen Anlage ist mit mehreren Mängeln verbunden, ebenso die Druckentlastung dieser daraus entstehenden Räume. Die Räume richtig zu entlasten führte dazu, die Druckentlastung nicht nur nach oben, sondern auch nach unten in Kabelschächte oder sogar in besondere Entlastungskanäle vorzunehmen. Diese Anordnungen sind aufwendig und im Hinblick auf die Kabel äußerts unvorteilhaft. Auch kann sich ein Kurzschlußlichtbogen ohne weiteres auf an sich unbeteiligte Anlagenteile ausdehnen und größere Zerstörungen verursachen. Es sind auch Schaltzellen bekannt, bei denen zusammengehörige Einheiten innerhalb der Schaltzelle in einer Kapselung untergebracht sind. Der Nachteil dieser Ausführung ist darin zu sehen, daß für die im unteren Teil der Schaltzelle angeordneten gekapselten Einheiten eine Druckentlastung nicht möglich ist. Bei Explosion einzelner Einheiten würden wesentliche Teile der Schaltzelle in Mitleidenschaft gezogen werden.
Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, eine gekapselte, ausfahrbare Schaltzelle der eingangs beschriebenen Art, derart auszubilden, daß für jeden der verschieden gegeneinander abgeschotteten Räume eine Druckentlastung vorgesehen ist, wobei im Störungsfalle die Druckentlastung des betroffenen Raumes unter Umgehung bzw. Nichtbeeinflussung der anderen nicht betroffenen Räume erfolgt.
Daher wird bei einer derartigen Schaltzelle gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Isolierstoffgehäuse ein Bestandteil der Abschottung zwischen dem unteren und dem oberen Teil der Schaltzelle ist und den Druckentlastungsraum des unteren Teiles von dem des oberen Teiles trennt.
Durch die Erfindung ergibt sich einerseits eine weitgehende Schottung der Schaltzelle, andererseits eine vollständige Druckentlastung aller abgeschotteten Räume, ohne daß ein Lichtbogen in einem Raum die benachbarten Räume in Mitleidenschaft zieht. Die Vereinigung dieser Vorteile wird möglich bei ausschließlicher Druckentlastung nach oben, d. h. ohne zusätzliche bauliche Maßnahmen und ohne nennenswerte Vergrößerung der Schaltzelle gegenüber bekannten Ausführungen. Zur Erhöhung des Lichtbogenschutzes ist, gemäß der Erfindung, der Kabelendverschluß in einem Isolierstoffgehäuse untergebracht. Die ortsfesten Anschlußkontaktteile sind direkt an den Isolierstoffgehäusen der Sammelschienen und des Kabelendverschlusses angeordnet und ebenfalls mit Isolierstoff umgeben.
In den Zeichnungen sind weitere Einzelheiten der Erfindung dargestellt und beschrieben.
F i g. 1 zeigt eine gekapselte, ausfahrbare Schaltzelle in Seitenansicht. Mit 1 ist der ausfahrbare Schaltanlagenteil, also der Schaltwagen, bezeichnet, auf dem unter anderem der Leistungsschalter 2, die Spannungswandler 3 und die Stromwandler 4 angeordnet sind. Die Sammelschienen 5 sind so weit von der Rückseite 8 der Anlage vorgezogen, daß dahinter der Druckentlastungsraum 9 für den unteren Teil 10 der Anlage entsteht. Das Isolierstoffgehäuse 16, in dem die Sammelschienen 5 untergebracht sind, bildet zusammen mit den Wänden 6 und 7 sowie der waagerecht verlaufenden Schaltergrundplatte 11 eine Trennwand, die den unteren Teil 10 der Anlage von dem oberen Teil 12 trennt. Der Druckentlastungsraum 9, sowie der Raum 12 sind auf bekannte Weise mit Druckentlastungsklappen 13 und 14 versehen, deren geöffnete Stellung gestrichelt gezeichnet ist.
Die Sammelschienen 5 sind jeweils einzeln mit einer Isolierung 15 versehen urfd durch Zwischenwände 17 innerhalb des Gehäuses 16 voneinander getrennt. Das Isolierstoffgehäuse 16 ist nach vorne offen und durch eine Klappe oder einen Deckel 18 verschlossen. Gehäuse 16 und Deckel 18 sind an ihren Berührungsflächen zweckmäßig so ausgebildet, beispielsweise in Form einer Labyrinthdichtung, daß ein die Lufttrennstrecke zwischen den einzelnen Sammelschienen vergrößernder Verschluß zustande kommt. Die Unterbringung der Sammelschienen 5 im Isolierstoffgehäuse 16 hat den Vorzug, daß ein erhöhter Schutz gegen die Entstehung eines Sammelschienenkurzschlußes erreicht wird, somit also auch das übergreifen eines im Innern der Anlage entstehenden Lichtbogens auf die Sammelschienen verhindert wird, und ebenso eine Lichtbogenwanderung entlang der Sammelschienen unterbunden wird.
Das Isolierstoffgehäuse 16 ist an den beiden Seitenwänden der Anlage befestigt und wird auch von diesen getragen. Die Sammelschienen 5 sind in einzelne Abschnitte aufgeteilt, die sich jeweils von der einen bis zur anderen Anschlußstelle in zwei benachbarten Anlagen erstrecken. An den Anschlußstellen 19 (F i g. 2) stoßen abisolierte Enden zweier Sammelschienenabschnitte aneinander und sind durch eine entsprechende Kontaktanordnung 20 miteinander verbunden, an der gleichzeitig die Verbindungsleitungen 21 zu den ortsfesten Anschlußkontaktteilen 22 befestigt sind. Die Anschlußstellen 19 sind jeweils entsprechend der Polabstände des Schalters gegeneinander versetzt. Die Verbindungsleitungen 21 von den Sammelschienen 5 zu den Anschlußkontaktteilen 22 verlaufen innerhalb der Rückwand des Isolierstoffgehäuses 16, und zwar sind sie im Isolierstoff eingebettet oder auf der Rückwand angeordnet und durch eine Isolierstoffplatte abgedeckt. Ebenso wie die Sammelschienen 5 sind auch die ortsfesten Anschlußkontaktteile 22 von einem Isolierstoffgehäuse 23 umgeben, das entweder rohr- oder becherförmig ist. Zur Erhöhung der Isolation können ferner die Einfahrkontaktteile 24 des Schalters in einem ähnlichen Isolierstoffgehäuse angeordnet sein, wobei die beiden Isolierstoffgehäuse der ortsfesten Anschlußkontaktteile 22 und der Einfahrkontaktteile 24 so ausgebildet sein können, daß sie ähnlich wie eine Labyrinthkupplung zusammenwirken. Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, die Zwischenwände 35 zwischen den Schalterpolen bis zu den Isolierstoffgehäusen 16 und 23 bzw. der Trennwand 7 vorzuziehen, so daß eine vollständige Trennung der einzelnen Schalterpole erreicht wird. Die Isolierstoffgehäuse 16 und 23 bilden vorzugsweise eine Einheit und sind zweckmäßig aus Gießharz hergestellt, beispielsweise aus Epoxyd- oder Äthoxylinharz. Zur Erhöhung der Stabilität können sie durch Faserstoffeinlagen, beispielsweise Glasfasereinlagen, verstärkt sein.
Im unteren Teil 10 der Schaltanlage befinden sich der Kabelendverschluß 25 sowie die Meßeinrichtungen, wie Spannungswandler 3 und Stromwandler 4. Außerdem ragt noch das Unterteil des Schalters 2 mit den Einfahrkontaktteilen 26 in den unteren Teil der Anlage hinein. Zur Erhöhung der Sicherheit ist das Unterteil 10 durch eine Trennwand, die aus den Teilen 27 und 28 besteht, in zwei Räume geteilt, wobei sich in dem einen Raum der Kabelendverschluß 25 und in dem anderen Raum die restlichen Anlagenteile befinden. Die Trennwand 27, 28 ist an den Seitenwänden des Schaltwagens 1 verankert, dabei ist das Teil 27 abnehmbar oder als Klappe ausgebildet, die die Zugänglichkeit zu den Spannungswandlern 3 bei ausgefahrenem Schaltwagen ermöglicht. Teil 28 trägt die waagerecht angeordneten Stromwandler 4, die als Durchführungswandler ausgebildet sind. Die Trennwand 27, 28 ist so gestaltet bzw. angeordnet, daß eine Verbindung der beiden durch die Trennwand gebildeten Räume zu dem hinter den Sammelschienen 5 befindlichen Druckentlastungsraum 9 bestehen bleibt und somit eine einwandfreie Druckentlastung aus den beiden Räumen gewährleistet ist. Als zweckmäßig hat es sich dabei erwiesen, am oberen Ende der Trennwand 27, 28 eine bewegliche, durch den Druck gesteuerte Klappe 29 anzubringen, die die beiden durch die Trennwand 27, 28 gebildeten Räume im Anlagenunterteil 10 gegeneinander abschließt und je nach ihrer Stellung den einen oder den anderen Raum mit dem Druckentlastungsraum 9 verbindet.
Der Kabelendverschluß 25 ist, ebenso wie die Sammelschienen 5, in einem Isolierstoffgehäuse 30 angeordnet, das nach vorne offen ist und genau wie bei dem Isolierstoffgehäuse 16 mit einer Klappe oder einem Deckel versehen ist, so daß die Anschlußstellen für die jeweiligen Kabel zugänglich sind. Zwischen den einzelnen Kabeln sind zugleich Trennwände 33 vorgesehen (F i g. 2). Auf dem Kopf des Kabelendverschlusses 25 sind die Anschlußkontaktteile 31 angeordnet, die mit den im Rückteil des Gehäuses 30 angeordneten Verbindungsleitungen 32 mit den Kabelanschlußstelle.n verbunden sind. Die Anschiußkontaktteile 31 sind ebenfalls wie die Anschlußkontaktteile 22 von Isolierstoffgehäusen 34 umgeben, die rohr- oder becherförmig sind. Dementsprechend können auch die Einfahrkontaktteile 26 des Schalters von derartigen Isolierkörpern umgeben sein, wie es schon bereits beschrieben ist.
Aus Gründen des Berührungsschutzes bei ausgefahrenem Schaltwagen sind die Isolierkörper 23 und 34 mit einem blendenartigen Verschluß versehen, der so ausgebildet ist, daß er sich beim Ausfahren des Schaltwagens selbsttätig schließt und somit die festen Anschlußkontakte 22 und 31 der Zugänglichkeit entzieht. Der Verschluß wird beim Einfahren des Schaltwagens selbsttätig wieder geöffnet, und zwar kann das durch den Einfahrkontaktteil selbst oder durch den Schaltwagen erfolgen. Zweckmäßig wird der Verschluß in geschlossenem Zustand durch eine Verriegelung gesperrt, die erst dann gelöst wird, wenn der Schaltwagen schon ein Stück in die Anlage eingefahren ist und die Einfahrkontaktteile dicht vor dem Verschluß stehen.
Die beschriebene Schaltanlage weist also erhebliche Verbesserungen gegenüber den bekannten Ausführungen auf. Es wird eine getrennte Druckentlastung von Anlagenunterteil und Anlagenoberteil erreicht, wobei das Unterteil nochmals so aufgeteilt ist, daß der Kabelendverschluß mit den Anschlußkontaktteilen von den übrigen Anlageteilen und den Meßeinrichtungen vollständig abgetrennt ist. Ferner sind die die Aufteilung der Anlage bewirkenden Teile, wie Trennwände, Sammelschienen u. dgl., so angeordnet und ausgebildet, daß jeder Anlagenteil bei ausgefahrenem Schaltwagen ohne, Schwierigkeiten zugänglich ist. Weiterhin wird durch die gekapselte Ausführung der Sammelschienen, des Kabelendverschlusses sowie der Anschlußkontaktteile ein erhöhter Lichtbogenschutz erzielt, ohne daß dadurch die Zugänglichkeit der einzelnen Teile beeinträchtigt wird. Maßgeblich ist dabei, daß eine derartige Schaltanlage trotz dieser Verbesserungen eine bestmögliche Raumausnutzung und kleinste Abmessungen aufweist.

Claims

Patentansprüche: 1. Gekapselte, ausfahrbare Schaltzelle, die durch Schottung mehrfach unterteilt ist, bei der die Druckentlastung ausschließlich nach oben erfolgt und bei der die Sammelschienen senkrecht übereinanderliegen und in einem Isolierstoffgehäuse untergebracht sind, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß das Isolierstoffgehäuse (16) ein Bestandteil der Abschottung zwischen dem unteren und dem oberen Teil der Schaltzelle ist und den Druckentlastungsraum des unteren Teiles (10) von dem des oberen Teiles (12) trennt.
2. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Sammelschienen aufnehmende Isolierstoffgehäuse nach vorne offen ist und die einzeln isolierten Sammelschienen durch Zwischenwände (17) aus Isolierstoff voneinander getrennt sind.
3. Schaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstoffgehäuse (16) durch einen Deckel oder eine Klappe (18) abgedeckt ist.
4. Schaltanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Isolierstoffgehäuse bzw. Deckel oder Klappe (18) so ausgebildet sind, daß ein die Luftstrecke vergrößernder Verschluß zustande kommt.
5. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Anschlußkontaktteile (22) unterhalb des Isolierstoffgehäuses (16) gegeneinander versetzt, entsprechend den Polabständen des Schalters, angeordnet sind.
6. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontaktteile (22) innerhalb von rohr- oder becherförmigen Isolierkörpern (23) angeordnet sind, die Bestandteile des Isolierstoffgehäuses (16) sind.
7. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfahrkontaktteile (24) des Schalters (2) ebenfalls innerhalb von rohr- oder becherförmigen Isolierstoffteilen angeordnet und so ausgebildet sind, daß sie mit den Isolierkörpern (23) der Anschlußkontaktteile (22) eine labyrinthartige Kupplung bilden. B. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (21) von den Sammelschienen (5) zu den Anschlußkontaktteilen (22) innerhalb der Rückwand des Isolierstoffgehäuses (16) verlaufen. 9. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (21) von den Sammelschienen (5) zu den Anschlußkontaktteilen (22) auf der Rückwand des Isolierstoffgehäuses (16) verlaufen und durch eine Isolierstoffplatte abgedeckt sind. 10. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Anlagenteil (10) durch eine Trennwand (27, 28) in zwei Räume geteilt ist, von denen der eine den Kabelendverschluß (25) und der andere die Strom- und Spannungswandler (3, 4) enthält. 11. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (27, 28) auf dem ausfahrbaren Teil (1) der Schaltanlage befestigt ist. 12. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Teil (27) der Trennwand (27, 28) als Klappe ausgebildet ist, und das andere Teil (28) den waagerecht angeordneten Durchführungsstromwandler (4) trägt. 13. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (27, 28) so angeordnet ist, daß eine Verbindung der beiden, durch die Trennwand gebildeten Räume, zu dem hinter den Sammelschienen (5) gelegenen Druckentlastungsraum (9) bestehen bleibt. 14. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende der Trennwand (27, 28) eine Klappe (29) angeordnet ist, die die beiden Räume im Anlagenunterteil (10) voneinander abtrennt und je nach ihrer Lage einen der beiden Räume mit dem Druckentlastungsraum (9) verbindet. 15. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelendverschluß (25) in einem mit einer Klappe oder Deckel verschlossenen Isolierstoffgehäuse (30) untergebracht ist, auf dessen Kopf die festen Anschlußkontakte (31) angeordnet sind. 16. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontaktteile (31) innerhalb von rohr- oder becherförmigen Isolierkörpern (34) angeordnet sind, die Bestandteile des Isolierstoffgehäuses (30) bilden. 17. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die die ortsfesten Anschlußkontaktteile an den Sammelschienen (5) und am Kabelendverschluß (25) enthaltenden becher- bzw. rohrförmigen Isolierkörper (23, 24) einen blendenartigen Verschluß aufweisen, der sich beim Ausfahren des Schaltwagens (1) selbsttätig schließt und beim Einfahren selbsttätig wieder öffnet. 1.
8. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung des Verschlusses durch die Einfahrkontaktteile oder durch den Schaltwagen (1) oder durch das Zusammenwirken beider Teile erfolgt. 19. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolierstoff, insbesondere für das Sammelschienengehäuse und den Kabelendverschluß, Gießharz, beispielsweise Epoxyd- oder Äthoxyhnharz, Anwendung findet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 905267, 968727; französische Patentschriften Nr. 1152 148, 1088 892, 1095 046, 1122 100; AEG-Mitteilungen, 45 (1955), H. 5/6, S. 283, Bild 6; E.T.Z.-A, 1. 5. 1957, S. 305 ff; Zeitschrift: Elektrizitätswirtschaft, April 1958, S. 210/211, Bild 2 bis 4; Zeitschrift: Energie und Technik, Juni 1958, S. 180, Bild 9.