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Schaltblock für Hochspannungsanlagen Die Erfindung betrifft einen
Schaltblock für Hochspannungsanlagen mit elektrisch in Reihe angeordneten Schalt-
und Trennstrecken.
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Bekannt sind mehrpolige Hochspannungsschalter, die aus drei nebeneinander
stehenden Schaltstrecken bestehen. Aus Platzgründen sind auch bereits die Schaltstrecken
für die einzelnen Phasen räumlich hintereinander angeordnet worden. Beiden Lösungen
haftet jedoch insbesondere bei Vervielfachung der Nachteil eines verhältnismäßig
großen Platzbedarfs an. Ferner wurde auch schon versucht, den Raumbedarf dadurch
zu verringern, daß an die Stelle der blanken spannungsführenden Teile bei offenen
Schaltanlagen allseitig isolierte Ausführungen traten. Aber auch dadurch wurde nicht
mit letzter Konsequenz ein Minimum an benötigter Grundfläche für die Aufstellung
der Anlagen erzielt.
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Zum Stande der Technik gehört schließlich auch eine völlig isolierte
Konstruktion eines Lasttrennschalters mit Sicherungen. Bei dieser Ausführung liegen
zwar die Stromschienen der einzelnen Phasen übereinander, die in Reihe geschalteten
Schaltstrecken und Sicherungen jeder Phase jedoch nebeneinander, wodurch sich wiederum
ein Mehrbedarf an Grundfläche ergibt. Weitaus schwerer wiegt jedoch der Nachteil,
daß bei dieser bekannten vollisolierten Ausführung nur eine einpolige Schaltung
durch Steckelemente erfolgt und ferner, daß ein selbsttätiges Auslösen des Lastschalters
bei Durchgehen eines Sicherungselementes nicht möglich ist. Schaltet eine Sicherungspatrone
ab, so ergeben sich durch Verlagerung des Sternpunktes hohe Überspannungen im Abnehmernetz.
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Es ist zwar bekannt, einen Lasttrennschalter beim Ansprechen einer
einzigen Sicherungspatrone mittels einer gemeinsamen Auslösewelle zu öffnen,. jedoch
ist diese Anordnung bezüglich des Raumbedarfs sehr aufwendig, da wegen der offen
verlegten elektrisch leitenden Teile die für derartige Konstruktionen vorgeschriebenen
Sicherheitsabstände eingehalten werden müssen.
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Aus dem vorstehend Gesagten geht hervor, daß sämtliche bekannten Lösungen
noch mit wesentlichen Mängeln behaftet sind.
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Die Erfindung befaßt sich mit einem weiteren Ausbau von Hochspannungsanlagen,
durch den die genannten Nachteile vermieden werden. Die Beseitigung der Mängel erfolgt
erfindungsgemäß dadurch, daß die Schalt- und Trennstrecken bzw. Sicherungen sämtlicher
Phasen eines Schaltblockes für Hochspannungsanlagen räumlich übereinander angeordnet
sind. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind sämtliche spannungsführenden
Teile gießhärzisoliert. Schließlich ist bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform
des Schaltblockes den Schaltstrecken aller Phasen ein gemeinsamer Antrieb zugeordnet,
auf den die Sicherungselemente über ein gemeinsames Betätigungs- bzw. Auslöseelement
einwirken. Der Schaltblock soll dabei derart ausgebildet sein, daß mehrere Blöcke
zu einer praktisch beliebig langen Reihe aneinandergestellt und durch Steckvorichtungen
miteinander verbünden werden können. Ein gemäß dieser Lehre hergestellter Schaltblock
vereinigt in sich folgende Vorteile: Die baulichen Abmessungen eines einzelnen Schaltblockes
sind schon infolge der Anordnung der Bauelemente übereinander sehr gering. Durch
das Eingießen in Gießharz wird das Bauvolumen weiterhin stark verkleinert. Der gemeinsame
Antrieb der Schaltstrecken durch eine Schaltwelle ermöglicht ein gleichzeitiges
öffnen oder Schließen der einzelnen Schaltstrecken, wobei auch jede Gefahr für die
Bedienungsperson vermieden wird.
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Das Auftreten einer unsymmetrischen Lastverteilung in den verschiedenen
Phasen beim Ansprechen nur einer Sicherung kann durch ein gemeinsames Auslöseelement,
auf das -die Sicherungen einwirken und das seinerseits die Schaltwelle beeinflußt,
verhindert werden. Schließlich kann bei einer Ausführung in Form von Steckbausteinen
eine An-
Lage mit derartigen Bauelementen jederzeit nachträglich
umgebaut oder erweitert werden.
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Aufbau und Wirkungsweise eines nach der Erfindung hergestellten Schaltblockes
gehen aus der Zeichnung hervor. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen
Schaltblock, F i g. 2 eine Ansicht mehrerer -.zu einer Schaltanlage vereinigter
Schaltblöcke.
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In F i g. 1 sind mit 1 die Lastschalter der einzelnen Phasen bezeichnet.
Diese können z. B: als Ölarme oder Luftschalter ausgebildet sein, letztere z. B.
auch mit gasabgebenden Löschmaterialien oder als Deionschalter. Die Lastschalter
1 werden gemeinsam über eine Schaltwelle 2 betätigt, die mittels eines entsprechenden
Antriebs 3 im Sockel 4 des Schaltblockes bewegt wird. Die mit den Schaltstrecken
in Reihe liegenden Trennstrecken 5 bestehen aus je einem Gehäuse mit Kontakten sowie
einem Verbindungsstück, das sowohl eine Sicherungspatrone 6 als auch ein Trennschaltstück
aus leitendem Material sein kann, das die gleichen Abmessungen besitzt wie eine
.Sicherungspatrone. Die beiden möglichen Verbindungselemente sind von vorn über
die Deckel 7 zugänglich und z. B. mittels eines Isoliersteckschlüssels einzeln schaltbar.
Sicherungen bzw. Trennschaltstücke stehen mit 'den Sammelschienen 8 in Verbindung,
die für alle Phasen übereinander liegen. Die Kabelabgänge 9 werden nach unten herausgeführt.
Die Schaltstrecken 1 und die Trennstrecken 5 sind ebenso wie die Sammelschienen
8 für alle Phasen räumlich übereinander angeordnet. Der Schaltblock weist .somit
eine äußerst schmale Bauweise auf.
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Die Trennstrecken 5 können so ausgebildet werden, daß im Kriechweg
der zur Trennstrecke parallelen Isolierstrecke entweder ein Luftspalt besteht oder
ein Erdanschluß vorgesehen ist, um Kriechströme über die offene Trennstrecke zu
vermeiden. Auch ein Aufbau der Anlage lediglich aus Sicherungen bzw. Trennstrecken
allein ohne Lastschalter ist selbstverständlich möglich.
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Daß die Reihenfolge Sammelschiene - Trennstrecke - Lastschalter auch
abgewandelt werden kann in: Sammelschiene - Lastschalter - Trennstrecke, sei nur
am Rande erwähnt. Schließlich soll noch darauf hingewiesen werden, daß Anschlußmöglichkeiten
für Spannungsmeßgeräte und Kurzschlußanzeiger vorgesehen sein können. Sämtliche
Teile bis zu den Kabelabgängen 9 sind gießharzisoliert, so daß sich nirgends Lichtbogenansatzpunkte
ergeben und eine Berührungsgefahr bei in Ordnung befindlichem Isolationszustand
der Anlage nicht besteht.
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Die Sicherungspatronen 6 sind mit einem Schlagbolzen ausgerüstet,
der beim Durchgehen auch nur einer Patrone eine Ausschaltung des Lastschalters einleiten
soll. Hierzu dient eine mechanische Verbindungswelle 10, die auf den Auslösemechanismus
des Antriebs 3 im Sockel 4 einwirkt. Durch Einbau einer Freiauslösung ist die Möglichkeit
gegeben, bei Durchgehen auch nur eines Sicherungselementes ein dreipoliges Abschalten
sicherzustellen. Möglich ist auch der Einbau eines elektrischen und/oder mechanischen
Auslösers zur Fernsteuerung der Anlage.
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F i g. 2 zeigt eine der vielen möglichen Schaltkombinationen, und
zwar die Vereinigung dreier Schaltblöcke zu einer Schaltanlage, beispielsweise für
eine Transformatorenstation mit zwei Abzweigen. Der Schaltblock 11 kann z.13. die
Einspeisung von einem Transformator übernehmen. Zu diesem-Zweck sind- die Trennstrecken
5 mit Sicherungselementen bestückt. Die Blöcke 12 =und -13 stellen - Abzweige für
zwei Verbraucherkreise dar. Die Trennstrecken der Abzweige können lediglich mit
Trennschalt stücken ausgerüstet sein. Im Falle eines Kurzschlusses in einem der
Verbraucherkreise spricht dann mindestens eine der Sicherungen im Schaltblock 11
an, wirkt auf die Auslösäwelle 10 ein, die ihrerseits über den Antrieb 3 im Sockel
4 die Schaltkontakte öffnet und damit den Transformator vom Schaltblock und von
der gesamten Schaltanlage abschaltet.
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Es ist aber ebenfalls möglich und besonders vorteilhaft, die Trennstrecken
5 der Schaltblöcke 12 und 13, und zwar nach selektiven Gesichtspunkten, mit Sicherungen
auszustatten. Bei einem Kurzschluß in einem der Verbraucherkreise -spricht jetzt
mindestens eine der Sicherungen dieser'Kreise an, beeinflußt über ihre Auslösewelle
und den Antrieb die Schaltwelle des entsprechenden Abzweigschaltblockes und trennt
diesen vom Verbraucher, ohne daß die Versorgung der übrigen Verbraucherkreise unterbrochen
würde.
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Weiterhin ist eine Kombination möglich; bestehend aus den zwei Schaltblöcken
12, 13 ohne Sicherungen für eine Kabelschleife und dem Schaltblock 11 mit Sicherung
für einen Kabelabzweig. Die Einspeisung erfolgt in diesem Falle über die Sammelschienen
S.
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Unabhängig von der Art der Trennstrecken kann aber jeder beliebige
Schaltblock von Hand dreipolig geschaltet werden, so daß es sowohl möglich ist,
einzelne Verbraucherkreise abzuschalten, als auch die ganze Schaltanlage mit sämtlichen
Verbrauchern mittels des Einspeisungsblockes 10 stillzulegen.
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Aus den drei angezeigten Beispielen ist ersichtlich, daß der Gegenstand
der Erfindung eine große Zahl von beliebigen Kombinationsmöglichkeiten zuläßt.