DE19649613A1

DE19649613A1 - Circuit-breaker module for gas-insulated high voltage (HV) switchgear

Info

Publication number: DE19649613A1
Application number: DE1996149613
Authority: DE
Inventors: Heinrich Ing Grad Neumaier; Franz-Josef Dipl Ing Koerber
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 1998-06-04

Abstract

A circuit-breaker switch module has a gas-filled housing (1) with at least one electrically insulated cable (13) coming in, at least one similar cable (20) going out and a circuit breaker 910). Inside the housing, an isolator or isolator/earth electrode is integrated between at least one return conductor of the breaker and at least one output cable. The isolator or isolator/earth electrode is located in a tubular projection(8) for the electrical insulation of at least one outgoing cable. The isolator or isolator/earth electrode is designed as a sliding-blade isolating switch.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Leistungsschalter-Modul für eine gasisolierte Hoch spannungsschaltanlage gemäß dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 1 und 2.The invention relates to a circuit breaker module for a gas-insulated high Voltage switchgear according to the preamble of the independent claims 1 and 2.

Ein solches Leistungsschalter-Modul für eine gasisolierte Hochspannungsschaltanlage ist beispielsweise aus der BBC-Druckschrift DSI 102788 D "SF₆-gasisolierte Schaltan lage Typ ELK-0" bekannt. Eine vollgekapselte SF₆-Schaltanlage wird durch Kombina tion verschiedener, jeweils separater Bausteine (Module) aufgebaut. Die einzelnen dreiphasigen Bausteine werden mittels Flanschverbindungen miteinander verbunden. Ein Schaltfeld mit Sammelschiene und Kabelabzweig besteht beispielsweise aus den separaten Bausteinen Sammelschienen-Modul, Leistungsschalter-Modul, Stromwand ler-Modul, Spannungswandler-Modul und Kabelendverschluß-Modul. Im Sammelschie nenmodul können kombinierte Trenn- und Erdungsschalter integriert sein.Such a circuit breaker module for a gas-insulated high-voltage switchgear is known for example from the BBC publication DSI 102788 D "SF ₆ gas-insulated switchgear type ELK-0". A fully encapsulated SF ₆ switchgear is constructed by combining different, separate modules. The individual three-phase modules are connected to one another by means of flange connections. A control panel with busbar and cable branch consists, for example, of the separate modules busbar module, circuit breaker module, current converter module, voltage converter module and cable termination module. Combined disconnectors and earthing switches can be integrated in the busbar module.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leistungsschalter-Modul der eingangs genannten Art anzugeben, das einen vereinfachten Aufbau einer gasisolierten Hoch spannungsschaltanlage ermöglicht. The invention has for its object a circuit breaker module of the beginning Specify mentioned type, which is a simplified structure of a gas-insulated high voltage switchgear enables.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes alternativ durch die im Kennzeichen der Ansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmale gelöst.This task becomes alternative in connection with the features of the generic term solved by the features specified in the characterizing part of claims 1 and 2.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen insbesondere darin, daß infolge der Integration eines Trenners oder Trenner/Erders innerhalb des Leistungsschalter-Mo duls die gasisolierte Hochspannungsschaltanlage kleiner, einfacher und preiswerter aufgebaut werden kann. Das Leistungsschaltergehäuse muß hierzu nicht modifiziert, insbesondere auch nicht vergrößert werden. Die vom Leistungsschalter-Modul zusätz lich ausgeübte Trennerfunktion und/oder Trenner/Erderfunktion kann durch Drehtren ner, Drehtrenner/Erder, Schubtrenner oder Schubtrenner/Erder realisiert werden, wobei vorzugsweise auf bereits vorhandene und bewährte Schaltgeräte zurückgegriffen wird. Vorteilhaft entfallen eigene Trenner- bzw. Trenner/Erder-Module mit jeweils separaten Gehäusen, Isolatoren, Berstscheiben, Gasüberwachungen usw.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that as a result of Integration of an isolator or isolator / earth electrode within the circuit breaker mo duls the gas-insulated high-voltage switchgear is smaller, simpler and cheaper can be built. The circuit breaker housing does not have to be modified for this, especially not be enlarged. The additional from the circuit breaker module The isolating function and / or isolating / earthing function can be carried out by rotating doors ner, rotary disconnector / earth electrode, push disconnector or push disconnector / earth electrode, where preferably existing and proven switching devices are used. Separate isolators or isolator / earthing modules, each with separate ones, are advantageously eliminated Housings, isolators, rupture disks, gas monitors, etc.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich net.Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims net.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiele erläutert.The invention is described below with reference to the embodiment shown in the drawing Examples explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 die Prinzipskizze eines Leistungsschalter-Moduls für eine gasisolierte Hochspannungsschaltanlage, Fig. 1 shows a schematic diagram of a power switch module for a gas-insulated high-voltage switchgear,

Fig. 2 einen im Abgangsflansch angeordneten Schubtrenner, Fig. 2 is a arranged in outlet flange thrust separator,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Schubtrenner, Fig. 3 a section through the thrust separator,

Fig. 4, 5 die prinzipiellen elektrischen Verschaltungen der Leistungsschalter-Mo dule, Fig. 4, 5, the basic electrical interconnections of the circuit breaker modules Mo,

Fig. 6 einen im Abgangsflansch angeordneten Drehtrenner/Erder. Fig. 6 a arranged in outlet flange rotating Renner / earthing.

In Fig. 1 ist die Prinzipskizze eines Leistungsschalter-Moduls für eine gasisolierte Hochspannungsschaltanlage dargestellt. Dabei ist nur eine Phase eines dreiphasigen Systems gezeigt. Es ist ein mit einem Isoliergas gefülltes Leistungsschaltergehäuse 1 mit Bodenplatte 2, Kopfplatte 3 und Seitenwänden 4 zu erkennen. Die Seitenwände 4 werden von insgesamt vier Rohransätzen 5, 6, 7, 8 durchbrochen, wobei beispiels weise der Rohransatz 6 als mit einem angeflanschten Sammelschienengehäuse ver bundener Zuleitungsflansch und der Rohransatz 8 als Abgangsflansch fungieren. Die Rohransätze 5 bis 8 sind jeweils mittels Isolierdurchführungsplatten 9 gasdicht ver schlossen.In Fig. 1, the schematic diagram of a circuit breaker module for a gas-insulated high-voltage switchgear is shown. Only one phase of a three-phase system is shown. A circuit breaker housing 1 with base plate 2 , head plate 3 and side walls 4 filled with an insulating gas can be seen. The side walls 4 are pierced by a total of four pipe lugs 5 , 6 , 7 , 8 , with example the pipe lug 6 acting as a flanged busbar housing connected supply flange and the pipe lug 8 serving as an outlet flange. The pipe lugs 5 to 8 are each closed gas-tight by means of insulating bushings 9 .

Im Leistungsschaltergehäuse 1 ist ein Leistungsschalter 10 integriert. Zur Einstellung unterschiedlicher Einstellungen dient ein außerhalb des Leistungsschaltergehäuses 1 angeordneter Antrieb 11 mit gasdicht durch die Kopfplatte 3 hindurchgeführter An triebsstange 12.A circuit breaker 10 is integrated in the circuit breaker housing 1 . To set different settings, an outside of the circuit breaker housing 1 drive 11 is used with gas-tight through the head plate 3 to drive rod 12th

Mit den Schaltkontaktteilen des Leistungsschalters 10 sind durch den Rohransatz 6 geführte Zuleitungen 13 verbunden. An die Festkontaktteile des Leistungsschalters 10 sind Rückleiter 14 angeschlossen, welche andererseits mit Kontaktanschlüssen 18 ei nes innerhalb des Rohransatzes 8 (Abgangsflansch) angeordneten Trenner/Erders 15 verbunden sind.With the switch contact parts of the circuit breaker 10 6 leads 13 are connected through the tube extension. At the fixed contact parts of the circuit breaker 10 return conductors 14 are connected, which on the other hand are connected to contact connections 18 egg nes arranged within the pipe socket 8 (outgoing flange) isolator / earth electrode 15 .

Der Trenner/Erder 15 kann drei unterschiedliche Schaltstellungen einnehmen, nämlich eine geschlossene Position, bei der die Kontaktanschlüsse 18 galvanisch mit Abgän gen 20 kontaktiert sind, die den Rohransatz 8 durchstoßen, eine Trennposition, bei der die Kontaktanschlüsse galvanisch von den Abgängen 20 getrennt sind und eine Erder position, bei der die Kontaktanschlüsse 18 geerdet sind. In der Fig. 1 ist ein Zen tralkörper 16 zu erkennen, der zur Einstellung dieser unterschiedlichen Schaltpositio nen des Trenner/Erders 15 dient. Der Kontaktanschluß mit Erde ist mit Ziffer 19 be zeichnet.The isolator / earth electrode 15 can assume three different switch positions, namely a closed position in which the contact connections 18 are galvanically contacted with outputs 20 that penetrate the tube extension 8 , a disconnected position in which the contact connections are galvanically separated from the outputs 20 and an earthing position in which the contact connections 18 are earthed. In Fig. 1 a Zen tralkkörper 16 can be seen, which is used to set these different Schaltpositio NEN of the isolator / earth 15 . The contact connection to earth is marked with number 19 be.

Anstelle des Trenner/Erders 15 kann ein Trenner 15' verwendet werden. Bei dieser Variante entfällt der Kontaktanschluß 19 (siehe Fig. 5). Instead of the disconnector / earther 15 , a disconnector 15 'can be used. In this variant, the contact connection 19 is omitted (see FIG. 5).

In Fig. 2 ist ein im Abgangsflansch - d. h. Rohransatz 8 - angeordneter, als Schubtren ner ausgebildeter Trenner/Erder 15 gezeigt. Es ist der rohrförmige Zentralkörper 16 zu erkennen, der einen Kontaktstift 17 mit Längsverzahnung führt. Durch Drehung einer verzahnten Drehwelle 21 wird der Kontaktstift 17 in die unterschiedlichen Schubposi tionen verschoben. In der geschlossenen Position ergibt sich eine galvanisch leitende Verbindung vom Rückleiter 14 über den Kontaktanschluß 18, den Kontaktstift 17 und den Zentralkörper 16 zum Abgang 20. In der Trennposition wird ein Isolierabstand zwi schen Kontaktanschluß 18 und dem Ende des Kontaktstiftes 17 eingestellt. In der Er derposition ergibt sich eine galvanisch leitende Verbindung vom Rückleiter 14 über den Kontaktanschluß 18, den Kontaktstift 17 und den Kontaktanschluß 19 zum auf Erdpo tential liegenden Leistungsschaltergehäuse 1.In Fig. 2 is arranged in the outlet flange - ie tube extension 8 - arranged, designed as Schubtren ner isolator / earth 15 . The tubular central body 16 can be seen, which guides a contact pin 17 with longitudinal teeth. By rotating a toothed rotary shaft 21 , the contact pin 17 is moved to the different thrust positions. In the closed position, there is a galvanically conductive connection from the return conductor 14 via the contact connection 18 , the contact pin 17 and the central body 16 to the outlet 20 . In the disconnected position, an insulation distance between the contact terminal 18 and the end of the contact pin 17 is set. He derposition results in a galvanically conductive connection from the return conductor 14 via the contact connection 18 , the contact pin 17 and the contact connection 19 to the circuit breaker housing 1 which is at earth potential.

Um eine elektrisch einwandfreie Kontaktierung sicherzustellen, sind jeweils doppelte Spiralfederkontakte 22 bei den Kontaktanschlüssen 18, 19 und beim Zentralkörper 16 vorgesehen.In order to ensure an electrically correct contact, double spiral spring contacts 22 are provided in each case at the contact connections 18 , 19 and at the central body 16 .

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Schubtrenner gemäß Fig. 2. Die Schnittebene A-A ist in Fig. 2 bezeichnet. Ein außerhalb des Leistungsschaltergehäuses 1 befindlicher Antrieb 23 betätigt über die verzahnte Drehwelle 21 den mit einer Längsverzahnung versehenen Kontaktstift 17 des Trenner/Erders 15, wobei der Zentralkörper 16 unter anderem zur Führung von Drehwelle 21 und Kontaktstift 17 dient. FIG. 3 shows a section through the thrust separator according to FIG. 2. The section plane AA is designated in FIG. 2. A drive 23 located outside the circuit breaker housing 1 actuates, via the toothed rotary shaft 21, the contact pin 17 of the isolator / earth 15 provided with longitudinal teeth, the central body 16 serving, among other things, to guide the rotary shaft 21 and contact pin 17 .

In den Fig. 4 und 5 sind prinzipielle elektrische Verschaltungen der Leistungsschalter- Module dargestellt. Fig. 4 zeigt dabei die Ausführungsform mit Trenner/Erder 15 und Fig. 5 die Ausführungsform mit Trenner 15'. Gemäß Fig. 4 ergibt sich bei geschlosse nem Trenner und geöffnetem Erder ein Stromfluß über Rückleiter 14 - Kontaktanschluß 18 - Abgänge 20. Bei geschlossenem Erder und gleichzeitig geöffnetem Trenner ergibt sich eine galvanische Verbindung vom Rückleiter 14 über den Kontaktanschluß 19 zur Erde. Gemäß Fig. 4 ergibt sich bei geschlossenem Trenner 15' ein Stromfluß über Rückleiter 14 - Kontaktanschluß 18 - Abgänge 20. In Figs. 4 and 5 basic electrical interconnections of the circuit breaker are shown modules. FIG. 4 shows the embodiment with isolator / earth electrode 15 and FIG. 5 shows the embodiment with isolator 15 '. . Contact terminal 18 - - Departures 20 according to Figure 4 is a current flow through the return conductor 14 results in geschlosse nem disconnectors and grounding device is open. When the earth electrode is closed and the isolator is open at the same time, there is a galvanic connection from the return conductor 14 via the contact connection 19 to earth. According to FIG. 4, when the isolator 15 'is closed, there is a current flow through return conductors 14 - contact connection 18 - outlets 20 .

In Fig. 6 ist ein im Abgangsflansch angeordneter Drehtrenner/Erder dargestellt. Es ist ein Leistungsschaltergehäuse 1 mit Bodenplatte 2, Kopfplatte 3, Seitenwänden 4 und mehreren Rohransätzen zu erkennen. In einem der Rohransätze ist ein als Drehtren ner/Erder ausgebildeter Trenner/Erder 24 angeordnet. Im Leistungsschaltergehäuse 1 ist ein Leistungsschalter 10 integriert, während sich der zugeordnete Antrieb 11 außer halb des Gehäuses befindet.In Fig. 6 is arranged in the outlet flange rotating Renner / earthing switch is illustrated. A circuit breaker housing 1 with a base plate 2 , top plate 3 , side walls 4 and a plurality of tube attachments can be seen. In one of the tube attachments, a separator / earth electrode 24 designed as a rotary isolator / earth electrode is arranged. A circuit breaker 10 is integrated in the circuit breaker housing 1 , while the associated drive 11 is located outside the housing.

Erste Anschlüsse 25 des Trenner/Erders 24 sind mit dem Leistungsschalter 10 verbun den. Diese Anschlüsse 25 lassen sich mit an Erde liegenden Anschlüssen 26 oder mit Anschlüssen 27 kontaktieren, welche am Abgang angeschlossen sind. Dabei handelt es sich jeweils um dreipolige Kontaktierungssysteme, wobei jedoch lediglich die Kon taktierungsmöglichkeit eines Pols zu erkennen ist. Zur Kontaktierung dienen Messer kontakte 28. Der Trenner/Erder 24 kann durch Drehung der Messerkontakte drei unter schiedliche Schaltstellungen einnehmen, nämlich eine geschlossene Position, bei der die Anschlüsse 25 galvanisch mit den Anschlüssen 27 kontaktiert sind, eine Trennpo sition mit galvanischer Trennung der Verbindungen und eine Erderposition, bei der die Anschlüsse 25 geerdet sind.First connections 25 of the isolator / earth 24 are connected to the circuit breaker 10 . These connections 25 can be contacted with connections 26 connected to earth or with connections 27 which are connected to the outlet. These are three-pole contacting systems, but only the possibility of contacting a pole can be seen. Knife contacts 28 are used for contacting. The isolator / earth electrode 24 can assume three different switching positions by rotating the knife contacts, namely a closed position in which the connections 25 are galvanically contacted with the connections 27 , a separation position with electrical isolation of the connections and an earthing position in which the connections 25 are grounded.

Anstelle des Trenner/Erders 24 kann ein als Drehtrenner ausgebildeter Trenner ver wendet werden, bei dem die Anschlüsse 26 mit Erde entfallen.Instead of the disconnector / earth 24 , a separator designed as a rotary disconnector can be used in which the connections 26 with earth are omitted.

Claims

1. Circuit breaker module for a gas-insulated high-voltage switchgear assembly with a circuit breaker housing ( 1 ) filled with an insulating gas with at least one electrically insulated feed line ( 13 ), with at least one electrically insulated outlet ( 20 ) and with a circuit breaker ( 10 ), thereby indicates that a isolator ( 15 ') is integrated between the at least one return conductor ( 14 ) of the circuit breaker ( 10 ) and the at least one outlet ( 20 ) within the circuit breaker housing ( 1 ).

2. Circuit breaker module for a gas-insulated high-voltage switchgear assembly with a circuit breaker housing ( 1 ) filled with an insulating gas with at least one electrically insulated feed line ( 13 ), with at least one electrically insulated outlet ( 20 ) and with a circuit breaker ( 10 ), thereby indicates that within the circuit breaker housing ( 1 ) an isolator / earth electrode ( 15 , 24 ) is integrated between the at least one return conductor ( 14 ) of the circuit breaker ( 10 ) and the at least one outlet ( 20 ).

3. Circuit breaker module according to claim 1 and / or 2, characterized in that the isolator ( 15 ') or isolator / earth electrode ( 15 , 24 ) in a tubular extension ( 8 ) for electrically insulated implementation of at least one outlet ( 20 ) is.

4. Circuit breaker module according to one of claims 1 to 3, characterized in that the isolator ( 15 ') or isolator / earth electrode ( 15 ) is designed as a push-pull isolator and has a central body ( 16 ) which has a contact pin ( 17 ) for the contacting of at least one contact connection ( 18 , 19 ) leads.

5. Circuit breaker module according to claim 4, characterized in that the contacting takes place via double spiral spring contacts ( 22 ).

6. Circuit breaker module according to claim 4 or 5, characterized in that the contact pin ( 17 ) is provided with a longitudinal toothing and by rotation egg ner toothed rotary shaft ( 21 ) is displaceable.

7. Circuit breaker module according to one of claims 1 to 3, characterized in that a rotary isolator is used as isolator or isolator / earth electrode ( 24 ).

8. Circuit breaker module according to one of claims 1 to 7, characterized by an outside of the circuit breaker housing ( 1 ) arranged drive ( 23 ) for the isolator ( 15 ') or isolator / earth electrode ( 15 ).