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Dokumentenidentifikation DE69012536T2 24.05.1995
EP-Veröffentlichungsnummer 0435970
Titel GASISOLIERTES ELEKTRISCHES SCHALTFELD.
Anmelder ABB Sace S.p.A., Bergamo, IT
Erfinder CIBOLDI, Pietro, I-24100 Bergamo, IT
Vertreter Rupprecht, K., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 61476 Kronberg
DE-Aktenzeichen 69012536
Vertragsstaaten CH, DE, ES, FR, GB, IT, LI, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 22.05.1990
EP-Aktenzeichen 909070567
WO-Anmeldetag 22.05.1990
PCT-Aktenzeichen EP9000824
WO-Veröffentlichungsnummer 9015465
WO-Veröffentlichungsdatum 13.12.1990
EP-Offenlegungsdatum 10.07.1991
EP date of grant 14.09.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.05.1995
IPC-Hauptklasse H02B 13/035

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Schalttafeln zur Versorgung von Geräten und Anlagen und insbesondere, jedoch nicht aussschließlich, für Mittelspannungsversorgungen, das heißt für Spannungen zwischen 7,2 und 52 kV.

Stand der Technik

Elektrische Schalttafeln sind senkrecht in Teilräume eingeteilt, von denen jeder allgemein einem Verbraucher zugeordnet ist, und durch die sich eine Drehstromversorgungsleitung erstreckt, von der Sammelschienen abzweigen, die die Spannung zu den verschiedenen Verbrauchern tragen. Zwischen den Hauptsammelschienen und der Leitung sind Leistungsschalter, Trennschalter und sonstige Meß-, Schutz- und ähnliche Vorrichtungen angeordnet.

Für Wartungs-, Prüfungs- und Reparaturzwecke können ein oder mehrere Teile eines Teilraums entfernt werden, nachdem nur der in Frage stehende Teilraum isoliert und außer Betrieb gesetzt worden ist, so daß Zugang zu den verschiedenen Teilen des betroffenen Teilraums möglich ist.

Es ist vor kurzem vorgeschlagen worden, die Teilräume mit einem Isoliergas unter niedrigem Druck, insbesondere mit Schwefelhexafluorid (SF&sub6;) anzufüllen, um gewisse Vorteile gegenüber gegenwärtig benutzten Schalttafeln zu gewinnen, einschließlich einer Verringerung der Abmessungen der Schalttafel, Unempfindlichkeit von Bauteilen gegen die Umgebung und Ausschaltung von Feuergefahr. Trotzdem bringt die Benutzung von SF&sub6; oder sonstigem Gas unter Druck verschiedene Probleme mit sich, wenn Kontroll-, Wartungs- und Prüftätigkeiten auszuführen sind. In solchen Fällen ist es nämlich notwendig, den Teilraum auszupumpen, mit der Folge, daß die gesamte Schalttafel außer Betrieb gesetzt wird, da die Schalttafel allein ohne das Gas die Betriebsbedingungen, für die sie ausgelegt ist, nicht länger sicher bereitstellt.

Außerbetriebnahme der Schalttafel ist besonders lästig, da es bedeutet, daß Stationen oder Anlagen selbst für einfache routinemäßige Überwachungsmaßnahmen, die natürlich aus Sicherheitsgründen von wesentlicher Bedeutung sind, funktionsunfähig sind. Auch wird der Zugang zu verschiedenen Teilen der Schalttafel kompliziert, da die unumgängliche lecksichere Konstruktion des Teilraums die Entfernung und/oder Abtrennung von Teilen erschwert.

Bekannte Schalttafeln, die ein Gas als Isoliermittel benutzen, besitzen infolgedessen Nachteile und Einschränkungen, die ihrer weiteren allgemeinen Benutzung im Wege stehen.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue Schalttafel bereitzustellen, mit der die oben erwähnten Nachteile und Einschränkungen für gasisolierte elektrische Schalttafeln überwunden werden und die insbesondere einen leichten Zugang zu den verschiedenen Teilen des Teilraums zur Durchführung von Messungen und Prüfungen für Wartungstätigkeiten allgemein erlaubt, ohne gleichzeitig die Schalttafel selbst außer Betrieb zu setzen.

Diese Aufgaben werden gelöst gemäß der Erfindung, die aus einer elektrischen Schalttafel zur Versorgung von Geräten und Anlagen besteht, die eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Teilräumen umfaßt, wobei jeder Teilraum in drei oder mehr übereinanderliegende Zellen unterteilt ist, die lecksicher metallisch voneinander getrennt sind und ein Isoliergas enthalten, und wobei in zwei oder mehr Zellen desselben Teilraums Hilfstrennschalter zum elektrischen Abtrennen einer Zelle zum Zweck der Kontroll-, Wartungs- und Meßtätigkeiten bei in Betrieb verbleibender Schalttafel vorgesehen sind.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Anhand der beiliegenden Zeichnungen sollen die Erfindung sowie viele Vorteile der Erfindung im folgenden näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigen:

Figur 1 diagrammatisch den Aufbau eines Teilraums der erfindungsgemäßen Schalttafel im Betriebszustand und

Figuren 2 bis 5 verschiedene Messungen, die an der erfindungsgemäßen Schalttafel durchgeführt werden können.

In den verschiedenen Zeichnungen werden für gleiche oder entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGFORMEN

Figur 1 zeigt diagrammatisch einen Teilraum 1 der erfindungsgemäßen Schalttafel. Dieser Teilraum ist senkrecht in drei übereinander liegende Zellen unterteilt, nämlich eine Sammelschienenzelle 2, eine Leistungsschalterzelle 3 und eine Leitungszelle 4. Jede Zelle ist in ein Metallgehäuse 12, 13 bzw. 14 eingeschlossen, das sie hermetisch von der Umgebung und von den anderen Zellen isoliert, das heißt sowohl von den Zellen desselben Teilraums als auch von (nicht gezeigten) benachbarten Zellen der anderen Teilräume der Schalt-tafel.

Bei einem "EINFÜHRUNGS"-Teilraum ist die Leitungszelle 4 über eine isolierte lecksichere Durchführung 12 mit dem Versorgungsnetz verbunden, während die die Versorgung zu den verschiedenen Verbrauchern führenden Sammelschienen 5 die Sammelschienenzelle 2 über Durchführungen 7 und 8 durchlaufen, wobei zwischen den besagten zwei Zellen die Leistungsschalterzelle 3 angeordnet ist, die den Leistungsschalter I zum Abschalten der Versorgung enthält. Diese Zelle steht elektrisch mit den anderen Zellen über Durchführungen 9 und 10 in Verbindung.

Jede der Zellen 2 und 3 ist mit Schwefelhexafluorid-(SF&sub6;)Gas angefüllt und enthält (nicht gezeigte) Mittel zur Einführung und Abführung des Gases.

Erfindungsgemäß sind Hilfstrennschalter wie der Trennschalter SLT in der Sammelschienenzelle 2 und die Trennschalter SL und ST in der Leitungszelle 4 vorgesehen. Diese Anordnung der Trennschalter ist wie die Anordnung mit drei Zellen einfach ein Beispiel einer möglichen Ausführungsform der Erfindung.

Der Trennschalter SLT ermöglicht die Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Leistungsschalter I in Zelle 3 und den die Sammelschienenzelle 2 durchlaufenden Sammelschienen 6. Dabei wird ein Zweistellungs- Trennschalter (ein/Erde) benutzt, der in der zweiten Stellung den Leistungsschalter I mit einem Erdungspunkt 19 verbindet.

Der Trennschalter SL der Zelle 4 ermöglicht das Abtrennen der Leitung von ihrer Verbindung mit dem Leistungsschalter I über die Durchführung 10 und ist ebenfalls ein Zweistellungs-Schalter. In einer wie in Figur 1 dargestellten Stellung, die der Betriebsstellung entspricht, verbindet er die Leitung 16 mit dem Leistungsschalter I. In der Aus-Stellung verbindet der Trennschalter SL das Ende des Leistungsschalters I mit einem Punkt 20, mit dem auch ein weiterer Trennschalter ST verbunden ist, der den besagten Punkt über eine Isolierdurchführung 15 mit dem Äußeren des Teilraums verbinden kann. Der Trennschalter ST kann zwei Stellungen einnehmen: eine erste (in Figur 3 sichtbare) Stellung, in der er eine Außenquelle für Kabelprüfungen anschließt; und eine zweite (in Figur 4 sichtbare) Stellung, in der der Trennschalter ST mit dem Trennschalter SL (und daher mit dem Leistungsschalter) für Messungen am Leistungsschalter I verbunden ist. In dem in Figur 1 gezeigten Zustand ist der Punkt 20 mit Erde 18 verbunden, obwohl, wie später ersichtlich sein wird, diese Verbindung geändert werden kann.

In dem in Figur 1 gezeigten Zustand sind die Trennschalter SLT und SL sowie der Leistungsschalter I geschlossen, so daß die Geräte versorgende Sammelschiene 5 mit der Leitung 16 verbunden ist.

In Figur 2 ist der Teilraum im Ruhezustand dargestellt, das heißt mit offenem Leistungsschalter I und mit ebenfalls offenen Trennschaltern SLT und SL, die die entsprechenden Enden des Leistungsschalters I mit Erde verbinden. In diesem Zustand besteht die Möglichkeit zur Kontrolle und Wartung des Leistungsschalters, wahlweise nach Abführung des Isoliergases aus der Leistungsschalterzelle 3.

In Figur 3 ist ein Zustand dargestellt, in dem eine Isolationsprüfung an dem die Versorgung führenden Leitungskabel oder, bei Leitungsteilräumen, an dem die Versorgung vom Teilraum zum Verbraucher führenden Kabel durchgeführt werden kann.

Wie aus der Figur ersichtlich, ist der Leistungsschalter I offen, der Trennschalter SLT der Sammelschienenzelle 2 ist offen und verbindet das Ende des Leistungsschalters mit Erde, der Trennschalter SL der Leitungszelle 4 ist offen, und schließlich ist der Trennschalter ST derselben Zelle offen, aber nicht wie unter Betriebsbedingungen mit Erde, sondern mit der Leitung, verbunden. An dem die Verbraucherlasten verbindenden Kabel kann durch Zuführung von Spannung von einer Außenquelle 25 eine Prüfung durchgeführt werden.

Der in Figur 4 dargestellte Zustand ermöglicht eine Messung des Spannungsabfalls am Leistungsschalter, und für diesen Zweck wird bei geschlossenem Leistungsschalter I der Trennschalter SLT geöffnet und mit Erde verbunden, die Trennschalter SL und ST miteinander verbunden und zwischen diesen und Erde eine Meßschaltung angeordnet, die eine Direktspannungsquelle 26 und ein Millivoltmeter 27 enthält, mit dem der Spannungsabfall der Schaltung und indirekt der des Leistungsschalters I gemessen werden kann.

Um unrichtige Betätigung der verschiedenen elektrischen Bauteile zu vermeiden, sind selbstverständlich Vorrichtungen einer mechanischen Art oder (nicht gezeigte) mechanische Verriegelungen vorgesehen.

Bezugnehmend auf Figur 5 besteht die Möglichkeit einer Durchführung einer dielektrischen Prüfung am Leistungsschalter mittels eines Zustands, in dem die Öffnung des Leistungsschalters I, die Öffnung und Erdung des Trennschalters SLT, die Verbindung von ST mit SL und der Anschluß eines Transformators 28, der Spannung an die Enden des Leistungsschalters I anlegt, vorgesehen ist. Damit besteht die Möglichkeit der Überprüfung der elektrischen Isolation zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Leistungsschalters mittels einer Messung oder Prüfung der dielektrischen Festigkeit bei 50 Hz.

Durch ein gleichartiges Verfahren wird auch die Durchführung einer Isolationsprüfung am Leistungsschalter, entweder zwischen den Polen oder zwischen den Polen und Erde ermöglicht.

Aus dem vorstehenden ist klar, daß die Auseinandertrennung der Einzelzellen es ermöglicht, jeden möglicherweise durch einen in einer Zelle entwickelten Funkenbogen bewirkten Schaden beträchtlich einzuschränken, wodurch verhindert wird, daß er sich über den gesamten Teilraum fortpflanzt.

Weiterhin können an einem Teilraum verschiedene unterschiedliche Maßnahmen durchgeführt werden, die teilweise dargestellt worden sind, wahrend einige Teile der Sammelschiene und der Leitung unter Spannung bleiben.


Anspruch[de]

1. Elektrische Schalttafel zur Versorgung von Geräten und Anlagen mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Teilräumen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teilraum (1) in drei oder mehr übereinanderliegende Zellen (2, 3, 4) unterteilt ist, die lecksicher metallisch voneinander getrennt sind und ein Isoliergas enthalten, und wobei in zwei oder mehr Zellen (2,4) desselben Teilraums Hilfstrennschalter (SLT, ST) zum elektrischen Abtrennen der Zelle zum Zweck der Kontroll-, Wartungs- und Meßtätigkeiten bei in Betrieb verbleibender Schalttafel vorgesehen sind.

2. Elektrische Schalttafel nach Anspruch 1, die für eine Mittelspannungsversorgung vorgesehen ist, wobei das besagte Isoliergas Schwefelhexafluorid ist und für den Durchlauf der anschließenden elektrischen Leiter zwischen den Zellen gasdichte Durchführungen (9, 10) vorgesehen sind.

3. Elektrische Schalttafel nach Anspruch 1 oder 2, wobei jeder Teilraum (1) drei übereinanderliegende Zellen (2, 3, 4) umfaßt, nämlich eine Sammelschienenzelle (2), eine Leistungsschalterzelle (3) und eine mit dem Versorgungsnetz oder mit dem Verbraucher verbundene Leitungszelle (4).

4. Elektrische Schalttafel nach Anspruch 3, wobei die Sammelschienenzelle (2) und die Leitungszelle (4) entsprechende Trennschalter (SLT, SL) zum Abtrennen der Zelle enthalten.

5. Elektrische Schalttafel nach Anspruch 4, wobei der Trennschalter (SLT) der Sammelschienenzelle in seiner offenen Stellung den Hauptlei-stungsschalter (I) mit Erde verbindet.

6. Elektrische Schalttafel nach Anspruch 4, wobei die Leitungszelle (4) einen zusätzlichen Zweiweg- Trennschalter (ST), der zwei Stellungen (Figur 3 und Figur 4) zur Durchführung von Messungen am Kabel bzw. am Leistungsschalter (I) einnehmen kann, enthält.







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