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Dokumentenidentifikation DE4412784C2 03.04.1997
Titel Strom- und Spannungssensor für ein Hochspannungsschaltfeld
Anmelder ABB Patent GmbH, 68309 Mannheim, DE
Erfinder Aufermann, Albert, Dipl.-Ing., 40882 Ratingen, DE;
Hennig, Ulrich, 47800 Krefeld, DE
DE-Anmeldedatum 18.04.1994
DE-Aktenzeichen 4412784
Offenlegungstag 26.10.1995
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.04.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.04.1997
IPC-Hauptklasse H02B 13/065
IPC-Nebenklasse G01R 15/04   H01F 38/20   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Strom- und Spannungssensor für ein Hochspannungsfeld gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der älteren Patentanmeldung DE 43 12 620 A1 ist eine elektrische Schaltanlage bekannt geworden, die einen Stromwandler aufweist, der sich zwischen dem Stromabgang eines Leistungsschalters und dem Kabelanschluß befindet. Räumlich getrennt davon ist ein Spannungswandler vorgesehen; der Stromwandler und der Spannungswandler sind beide an der Bodenfläche eines den Leistungsschalter der Schaltanlage aufnehmenden Gehäuses befestigt.

Aus der ebenfalls älteren Patentanmeldung DE 43 42 796 A1 ist bekannt geworden, einen Vakuumschalter innerhalb eines zylindrischen Gehäuses unterzubringen; der mit dem Kabelendverschluß elektrisch leitend verbundene Anschlußkontakt des Vakuumschalters ist von einem Stromwandler umgeben. Ein Spannungswandler ist bei der Ausführung nach der älteren Patentanmeldung nicht vorgesehen.

Aus der DE 33 13 192 A1 ist eine gekapselte, gasisolierte Mittelspannungsschaltanlage bekannt geworden, die einen Strom- und Spannungssensor mit einem Gehäuse aus gießfähigem, aushärtbarem Material aufweist, in dem der Strom- und Spannungssensor untergebracht sind. Der Formkörper dient hier als Verschlußteil für die Mittelspannungsschaltanlage.

Aus der DE 39 25 807 A1 ist ein kombinierter Strom- und Spannungswandler bekannt geworden, bei dem der Spannungswandler als kapazitiver Spannungswandler ausgebildet ist, wobei die Sekundärwicklung des Stromwandlers den Spannungswandler umgibt. Dieser Strom- und Spannungswandler ist in eine metallgekapselte, druckgas- oder flüssigkeitsisolierte Schaltanlage eingebaut, die einen Innenleiter und einen Außenleiter aufweist. Zum Einbau in Schaltfelder ähnlich der gemäß der älteren Patentanmeldung DE 43 42 796 A1 ist dieser Strom- und Spannungswandler nicht verwendbar.

Aus der DE-Z etz, Band 114 (1993), Heft 16, Seiten 1000 und folgende ist ein integrierter Stromsensor mit einer Rogowskispule bekannt geworden, bei dem die Rogowskispule ins Innere eines Isolierkörpers eingegossen ist.

Aus der gleichen Literaturstelle ist auch ein Spannungssensor bekannt geworden, bei dem ein ohmscher Präzisionsspannungsteiler vorgesehen ist, der in einem Isoliergehäuse untergebracht ist.

Es ist in dieser Literaturstelle nicht angegeben, die beiden Sensoren miteinander zu einem einzigen zu kombinieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen kombinierten Strom-Spannungssensor der eingangs genannten Art zu schaffen, der in einem Hochspannungsfeld ähnlich dem Feld einsetzbar ist, das beispielsweise in der älteren Patentanmeldung DE 43 42 796 A1 beschrieben ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

Erfindungsgemäß also ist ein zylinderförmiges Gehäuse aus gießfähigem, aushärtbarem Material, vorzugsweise Gießharz, vorgesehen, in dem der Strom- und der Spannungssensor untergebracht sind. Zu diesem Zweck besitzt das im folgenden einfach als Gießharzgehäuse bezeichnete Gehäuse an seinem einen Ende einen topfartigen Hohlraum, der mittels eines Deckels aus isolierendem oder metallischem Material abgeschlossen ist; in den topfartigen Hohlraum in dessen Bodenbereich greift ein Kontaktelement ein; zwischen dem Deckel und dem Kontaktelement ist ein den Spannungssensor bildender hochohmiger Widerstand angeordnet, wobei der hochohmige Widerstand am Kontaktelement elektrisch leitend angeschlossen ist. Der hochohmige Widerstand ist als langgestreckter Widerstand ausgebildet und verläuft in der Längsachse des zylinderförmigen Gießharzgehäuses. Innerhalb des zylinderförmigen Gießharzgehäuses befindet sich ein Stromleiter, an dem das Kontaktelement angeformt ist und der selbst wiederum als Anschluß für eine weitergehende Leitung ausgebildet ist. Um diesen Stromleiter herum ist der Stromsensor, vorzugsweise gemäß Anspruch 2 als Rogowskispule ausgebildet, herumgewickelt.

Der Stromleiter ist zylinderförmig ausgebildet und zum freien Ende des Gießharzgehäuses hin offen, so daß in den Stromleiter die Leitung einfügbar ist, wobei gemäß Anspruch 4 zur Kontaktierung zwischen dem Leiter und dem Stromleiter Multilamellenkontakte vorgesehen sind. Der Leiter kann dabei ähnlich wie in der älteren Patentanmeldung DE 43 42 796 A1 beschrieben ein Kontaktelement eines Leistungsschalters, vorzugsweise eines Vakuumschalters sein.

Anstatt einer Zylinderwand mit Multikontaktlamellen kann natürlich auch einfach eine Gewindebohrung vorgesehen sein, an der ein Anschluß- oder Verbindungsleiter angeschlossen ist.

Zwischen dem Kontaktelement und dem zylinderförmigen Stromleiter ist senkrecht dazu ein Stromanschluß gemäß Anspruch 6 angeformt, der als Abgangsschienenverbindung zu Kabelendverschlüssen dient.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Mittelachse des Widerstandes und die Mittelachse des Stromleiters miteinander fluchten; es besteht auch die Möglichkeit, daß die Kontaktierungsachse in einer Achse mit dem Stromleiter und dem langgestreckten Widerstand liegen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann der Stromleiter U-förmig ausgebildet sein, wobei der Steg mit der Mittelachse des Widerstandes fluchtet und die Kontaktierungsanordnung und das Anschlußstück senkrecht dazu aus dem Gehäuse herausragen.

Der Strom-Spannungssensor kann erfindungsgemäß bei einem Schaltfeld gemäß dem Anspruch 13 eingesetzt werden, wobei er entweder an der Bodenwand oder an der Rückwand des ersten Raumes des Schaltfeldes befestigbar ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, insbesondere des Strom- und Spannungssensors bzw. des Schaltfeldes, sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Von dem Stromwandler, also von der Rogowskispule, verläuft ein Abgangssekundärleiter hin zum freien Ende der die Vertiefung umfassenden Kragen des Gießharzgehäuses und endet dort in einem Kontaktanschluß.

Der Deckel ist, wie oben erwähnt, ebenfalls aus elektrisch isolierendem Material; in dem Deckel befindet sich ein Anschluß, der mit einem Ende des innerhalb der Vertiefung angeordneten Widerstandes verbunden ist und zu einer Datenverarbeitungs- und Signalverarbeitungseinrichtung führt.

Innerhalb des zylindrischen Kragens und radial innerhalb der Abgangssekundärleitung sind Abschirmelektroden eingebettet, von denen eine mit dem Kontaktelement und die andere mit dem deckelseitigen Ende des hochohmigen Widerstandes verbunden sind.

Anhand der Zeichnung, in der drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine Schaltanlage gemäß einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines Schaltfeldes,

Fig. 3 eine Schnittansicht durch den kombinierten Strom-Spannungssensor, der in dem Schaltfeld gemäß Fig. 1 eingebaut ist,

Fig. 4 eine dritte Ausführungsform eines Schaltfeldes, in vertikaler Schnittansicht,

Fig. 5 eine Längsschnittansicht durch eine dritte Ausführungsform eines kombinierten Strom- und Spannungssensor, der in der Schaltanlage gemäß Fig. 4 eingebaut ist, und

Fig. 6 eine perspektivische Aufsicht auf den Strom- und Spannungssensor gemäß Fig. 5.

Das Schaltfeld, das in seiner Gesamtheit die Bezugsziffer 10 hat, umfaßt mehrere Räume, nämlich einen ersten Raum 11, einen zweiten Raum 12, der vor dem ersten Raum 11 angeordnet ist, einen dritten Raum 13, der sich unterhalb des ersten 11 und zweiten Raumes 12 befindet, und einen vierten Raum 14, der oberhalb des ersten Raumes 11 und hinter dem zweiten Raum 12 befindlich ist.

Im ersten Raum 11, der ähnlich dem Raum 39 der Anlage nach der älteren Patentanmeldung DE 43 42 796 A1 ist, befindet sich eine der Anzahl der Phasen entsprechende Anzahl von Isoliergehäusen 15, in denen je ein Vakuumleistungsschalterpol 16 untergebracht ist, wobei jedes Isoliergehäuse 15 an der Zwischenwand 17 zwischen dem ersten und dem zweiten Raum 11, 12 festgelegt ist. Vor der Zwischenwand, also auf der Seite, die an den zweiten Raum angrenzt, befindet sich eine Trägerplatte 18, an der ein Antriebsgehäuse 19 mit Antrieben (nicht dargestellt) für die Leistungsschalterpole 16 angebracht und in der ein Ventil 20 untergebracht ist, welches den Innenraum des Isoliergehäuses 15 mit dem ersten Raum 11 verbindet (siehe auch die ältere Patentanmeldung DE 43 42 796 A1).

Jeder Leistungsschalterpol 16 besitzt einen festen Kontaktstengel 21 und einen beweglichen Kontaktstengel 22, an deren im Inneren des Leistungsschalterpols 16 befindlichen Enden ein festes und ein bewegliches Kontaktstück (nicht dargestellt) angebracht ist. Über eine Kupplung 23 ist der bewegliche Kontaktstengel mit einer Antriebsstange 24, die in das Antriebsgehäuse 19 führt, verbunden. An dem beweglichen Kontaktstengel ist über ein entsprechendes Verbindungsglied 25 ein Kontaktstück 26 angeschlossen, an dem ein flexibles Band 27 außerhalb des Isoliergehäuses 15 angeschlossen ist, an dessen anderem Ende ein bewegliches Kontaktelement 28 eines Trenn- und Erdungsschalters 29 angeschlossen ist.

An der Außenseite des Isoliergehäuses 15 ist, senkrecht zur Mittelachse nach oben vorspringend eine Befestigungswand 30 angeformt, an der ein festes Kontaktelement 31 angebracht ist, mit dem das bewegliche Kontaktelement 28 in der in Fig. 1 dick ausgezogenen Stellung zusammenwirkt. An dem festen Kontaktelement 31 sind abgekröpfte Verbindungsleiter 32, 33 und 34 angeschlossen (natürlich jeweils ein Verbindungsleiter für jeden Leistungsschalterpol), die mit Sammelschienen 35 bis 37 in Verbindung stehen, wie auch in der Patentanmeldung DE 43 42 796 A1 beschrieben.

An der zum ersten Raum 11 hinweisenden Innenfläche der Zwischenwand 17 ist ein weiteres festes Kontaktelement 38 befestigt, welches über die Zwischenwand 17geerdet ist; das bewegliche Kontaktelement 28 kann dann aus der in Fig. 1 dick ausgezogenen Stellung in die in Fig. 1 strichliert ausgezogene Stellung verbracht werden; dieses ist die Trenn- und gleichzeitig Erdungsstellung.

Der feste Kontaktstengel 21 ist über einen kombinierten Strom- und Spannungssensor 40 und über weitere Verbindungsleiter 41 mit Kabelendverschlüssen 42 bis 44 verbunden, die an der Bodenwand 45 des ersten Raumes 11 befestigt sind und in den dritten Raum, nämlich den Kabelabgangsraum 13 führen, der nach vorn hin mittels einer Tür 46 verschlossen ist.

Die in dem zweiten Raum 12 untergebrachten Elemente bzw. Komponenten sind für die Erfindung nicht von Bedeutung, so daß hierauf nicht näher eingegangen werden soll.

Der kombinierte Strom- und Spannungssensor für das Schaltfeld gemäß Fig. 1 ist in Fig. 3 näher dargestellt.

Er besitzt ein Gießharzgehäuse 45, welches eine zylindrische Außenkontur aufweist und an seinem Ende mit einem Hohlraum 46, im folgenden auch Vertiefung 46 genannt, versehen ist, die in der Zeichnung Fig. 3 nach links hin offen ist und mittels eines Deckels 47 verschlossen ist. Der Deckel kann aus Metall oder auch aus isolierendem Material hergestellt sein. Am Boden der Vertiefung 46 befindet sich ein Kontaktelement 48, welches an einem Stromleiter 49 angeformt ist, der eine Zylindertopfform mit einer Zylinderwand 50 aufweist, deren Innenraum 51 nach rechts (siehe Fig. 3), also in die entgegengesetzte Richtung wie die Vertiefung 46 über eine Öffnung 52 im Gießharzgehäuse offen ist. Innerhalb des Innenraums 51 befinden sich Multilamellenkontakte 53. Das Kontaktelement 48 ist am Boden des Stromleiters 49 angeschlossen. Senkrecht zu dem Stromleiter 49 im Bereich des Bodens des Innenraums 51 ist ein aus dem Gießharzgehäuse 45 herausragendes Anschlußstück 54 angeformt, an dem ein Verbindungsleiter 41 angeschlossen ist, siehe Fig. 1.

Auf der Innenseite besitzt der Deckel 47 eine Führungsvertiefung 55, in die ein Ende eines hochohmigen, stangenförmigen Widerstandes 56 eingesteckt ist. Das andere Ende ist in das Kontaktelement 48 eingebracht.

Der Widerstand 56 dient dabei als Spannungssensor; er ist unterteilt in einen Spannungsteiler mit einem hochspannungsseitigen und einem niederspannungsseitigen Widerstand; der niederspannungsseitige Widerstand ist das eigentliche Sensorelement. Er ist gebildet aus einer Keramikstange, um die herum ein Widerstandsdraht gewickelt ist, dessen eines Ende in das Kontaktelement 48 eingreift und dessen anderes Ende mit einem Leiterteilstück 57 an ein Kupplungs- oder Durchgangsstück 58 anschließt, an dem eine Signal- und Datenverarbeitungsanlage angeschlossen ist. Der Widerstand 56 dient mit dem niederspannungsseitigen Widerstandsteil als Spannungssensor.

Um den Stromleiter 49 herum ist eine Rogowskispule 59 herumgewickelt; der Stromleiter 49 mit der Zylinderwand 50 dient als Primärleiter und ein von der Rogowskispule 59 wegführender Sekundärleiter 60 endet in einem weiteren Kupplungs- bzw. Anschlußstück 61 an der Stirnwand der die Vertiefung 46 umgebenden Zylinderwand 62. Mit dem Widerstand 56 und dem Kontaktelement 48 verbunden sind topfförmige Abschirmelektroden 63 und 64, deren freie Enden bei 65 und 66 umgebördelt sind und aufeinanderzuweisen; die Abschirmelektroden 63 und 64 sind dabei in das Gießharzgehäuse eingebettet und die freien Enden 65 und 66 enden in bestimmtem Abstand zueinander.

Im Bereich des Deckels 47 ist am Umfang des Gießharzgehäuses 45 ein radial vorspringender Befestigungsflansch 67 angeformt, der unter Zwischenfügung einer Dichtung 68 gegen die Rückwand 69 des ersten Raumes 11 angeschlagen ist. Das Gießharzgehäuse ragt über den Flansch 67 hinaus und durchgreift mit einem kurzen Abschnitt 70 eine Öffnung 71 in der Rückwand.

Die Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltanlage. Sie trägt die Bezugsziffer 80. Sie besitzt einen ersten Raum 81, der dem ersten Raum 11 entspricht, vor dem ersten Raum ist ein zweite Raum 82 angeordnet, der dem zweiten Raum der Fig. 1 identisch entspricht; unterhalb des ersten und des zweiten Raumes ist ein dritter Raum 83, der dem dritten Raum 13 entspricht, vorgesehen und oberhalb des ersten Raumes 81 und hinter dem zweiten Raum 82 befindet sich ein vierter Raum 84.

Innerhalb des ersten Raumes 81 befinden sich wieder die Isoliergehäuse 15 mit den Leistungsschalterpolen 16, der Antriebskupplung 23, und der Antriebsstange 24; in gleicher Weise ist auch das Verbindungsglied 25 vorgesehen.

Dieses Verbindungsglied 25 steht mit einem Kontaktstück 86 in Verbindung, an dem senkrecht nach außen vorspringend ein Lagerelement 87 angebracht ist, an dem ein schwenkbares Schaltmesser 88 gelagert ist. Das freie Ende des schwenkbaren Schaltmessers kann in ein Einfahrkontaktstück 89 eingefahren werden, welches jeweils an Verbindungsleitern 90, 91 und 92 angeschlossen ist. Die Verbindungsleiter 90 bis 92 führen zu den Sammelschienen 35 bis 37 entsprechenden Sammelschienen 93, 94 und 95. Im Gegensatz zur Ausführung nach der Fig. 1 sind die Verbindungsleiter 90 und 92 V-förmig einander zugeordnet, anstatt der oben abgekröpften Form der Verbindungsleiter, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Entsprechend sind die Sammelschienen 93 und 95 gegenüber den Sammelschienen 35 und 37 geschwenkt.

Im Bereich der Befestigungsstelle des Isolierstoffgehäuses 15 an der vorderen Wand 96 des ersten Raumes 81 ist, auf gleicher Mantellinie wie das Kontaktstück 86, ein Lagerbock 97 befestigt, an dem ein Antriebshebel 99 gelagert ist, dessen freies Ende über einen gekrümmten Verbindungshebel 100 mit dem Schaltarm 88 verbunden ist. In der dick ausgezogenen Stellung befindet sich der Arm 99 und der Schalthebel 87 in Einschaltstellung, in der das Kontaktstück 86 mit dem Einfahrkontakt 89 verbunden ist. In der durch die Bezugsziffer 98 bezeichneten strichpunktierten Lage ist der Hebel 99 in Ausschaltstellung und der Schalthebel 88 ist mit einem Erdungskontaktstück 101, das an der Zwischenwand 96 befestigt ist, in Verbindung, so daß diese Stellung die Erdungsstellung darstellt.

Der kombinierte Strom- und Spannungssensor, der in Fig. 2 die Bezugsziffer 105 trägt, besitzt ein Gießharzgehäuse 106, in das ein Stromleiter 107 eingebettet ist. Der Stromleiter 107 ist im wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei der Steg 108 der U- Form senkrecht zur Mittelachse des Leistungsschalterpols 16 ausgerichtet ist. Der eine Schenkel 109 ist als Zylinder ausgebildet und in montierter Stellung zum Leistungsschalterpol 16 hin offen, so daß der feste Kontaktstengel 21 in den Innenraum 110 des zylinderförmigen Schenkels 109 eingreifen kann. Der andere Schenkel 111 ist senkrecht zu dem Steg 108 ausgerichtet und ragt aus dem Gießharzgehäuse 106 heraus und gelangt mit Verbindungsleitern 112 in Verbindung, an denen jeweils Kabelendverschlüsse 42, 43 und 44 angeschlossen sind. Die Fig. 2 zeigt lediglich einen Wandler; selbstverständlich sind es drei Wandler, entsprechend der Anzahl der Phasen.

Um den zylinderförmigen Schenkel 109 herumgewickelt ist eine Rogowskispule 113, die der Rogowskispule 59 der Fig. 3 entspricht.

In gleicher Weise wie das Gießharzgehäuse gemäß Fig. 3 besitzt auch das Gießharzgehäuse 106 eine topfförmige Vertiefung (Hohlraum) 114, die von einem Deckel 115 abgeschlossen ist; zwischen dem Deckel 115 und dem Steg 108 befindet sich ein hochohmiger Widerstand 116, der dem hochohmigen Widerstand 56 entspricht. Über einen Flansch 117, der dem Flansch 67 entspricht, ist das Isolier- bzw. Gießharzgehäuse 106 an der Bodenwand 118 des ersten Raumes 81 befestigt. Die die Bezugsziffer 119 und 120 aufweisenden Anschlüsse zu den Strom- und Spannungssensorelementen führen in den dritten Raum 83 und von dort zu Signal- und Datenverarbeitungsanlagen.

Die obere Wand 121 des ersten Raumes 81 besitzt eine Berstscheibe 122 zur Druckentlastung. Eine ähnliche Berstscheibe ist auch an der oberen Wand des Raumes 11 der Fig. 1 vorgesehen.

Die Fig. 4 zeigt ein Schaltfeld, das dem Schaltfeld der Fig. 2 gleicht. Innerhalb eines ersten Raumes 130, der dem Raum 81 des Schaltfeldes der Fig. 2 gleicht, befindet sich für jede Phase ein Isolierstoffgehäuse 131 mit einem Leistungsschalterpol 132, dessen fester Kontaktstengel 133 in einem in dem Isoliergehäuse 134 eingesetzten Kontaktierungselement festgehalten und kontaktiert ist. Oberhalb jedes Isolierstoffgehäuses 131 befinden sich Trennschalter 135.

Aus dem das Gehäuse 131 durchgreifenden Kontaktierungsstück 134 ragt ein Bolzen 135 heraus, an dem ein L-förmiger Verbindungsleiter 136 angeschlossen ist, der mit einer Kontaktierungsanordnung 137 eines weiteren Strom- und Spannungssensors 138 in elektrisch leitender Verbindung steht. Dieser Strom- und Spannungssensor 138 ist näher in der Fig. 5 beschrieben. Er besitzt ein Gießharzgehäuse 140, welches ähnlich wie das Gießharzgehäuse 40 der Fig. 3 langgestreckt zylinderförmig ist; es besteht natürlich auch die Möglichkeit, daß das Isolierstoffgehäuse 140 ebenso wie das Isolierstoffgehäuse 40 der Ausführung nach Fig. 1 oder 3 einen quadratischen Querschnitt aufweist.

Das Isolierstoffgehäuse 140 besitzt an einem Ende einen zum Ende hin offenen Hohlraum 141, der dem Hohlraum bzw. der Vertiefung 46 entspricht und mittels eines Deckels 142 verschlossen ist. Am Boden des Hohlraumes 141 befindet sich ein Kontaktelement 143, in das ein Ende eines langgestreckten Widerstandes 144, der dem langgestreckten Widerstand 56 entspricht, eingeführt ist. Dieses Kontaktelement 143 ist an einem zylindrischen Stromleiter 145 angeschlossen, der am anderen Ende des Gießharzgehäuses 140 aus diesem geringfügig herausragt; an diesem Ende befindet sich ein Gewindesackloch 146, an dem das L-förmige Verbindungsstück 136 angeschlossen werden kann. Im Bereich des Kontaktelementes 143 befindet sich senkrecht dazu am Stromleiter 145 angeschlossen ein Anschlußstück 147, welches dem Anschlußstück 54 der Ausführung nach Fig. 3 entspricht. Der Hohlraum 141 ist von zwei Abschirmungen 148 und 149 umgeben, die in gleicher Weise ausgebildet und angeschlossen sind, wie die Abschirmungen 63 und 64 der Ausführung nach Fig. 3. Der Stromleiter 145 ist von einer Rogowskispule 150 umgeben, deren Meßleitung 151 außerhalb der Abschirmungen 148 und 149 längs durch das Gießharzgehäuse 140 hindurchgeführt ist und in gleicher Weise in einer Kupplung 152 endet, die der Kupplung 58 gemäß Fig. 3 entspricht.

Der aus dem Gießharzgehäuse, herausragende Teil des Stromleiters 145 ist von einem halbkreis- und halbzylinderförmig ausgebildeten, axial vorspringenden Kragen 153 umgeben; beidseitig zu dem Anschlußleiter 147 im Bereich der Anschlußstelle befinden sich Begrenzungswände 154. In der Fig. 6 ist dies deutlich ersichtlich. Man erkennt das Gießharzgehäuse 140, die Gewindebohrung 146 des aus dem Gießharzgehäuse 140 herausragenden Stromleiters 145; der halbkreisförmige Kragen 153, der einen Zugang (in Fig. 4) von rechts zu dem Stromleiter 145 bzw. bei der Darstellung nach Fig. 6 von links vorne zuläßt. Beidseitig zu dem Anschlußleiter 147 sind bei der Ausführung nach Fig. 6 die beiden Begrenzungswände 154 gut zu erkennen. Das dem Deckel 142 benachbarte Ende des Gießharzgehäuses 140 besitzt einen Flansch 155, der dem Flansch 67 entspricht, damit das Gießharzgehäuse, also der kombinierte Strom-Spannungssensor an der Bodenplatte 156 des Raumes 130 befestigt werden kann.

Dieser in obiger Beschreibung dargestellte Sensor wird in allen seinen Ausgestaltungen auch als Kombisensor bezeichnet.


Anspruch[de]
  1. 1. Strom- und Spannungssensor für ein Hochspannungsschaltfeld, mit einem Gehäuse aus gießfähigem, aushärtbarem Material, vorzugsweise Gießharz, in dem der Strom- und der Spannungssensor untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (45; 106) an einem Ende einen Hohlraum (46; 114) aufweist, daß am Boden des Hohlraumes (46; 114) ein Kontaktelement (48) vorgesehen ist, daß der Hohlraum (46; 114) mit einem Deckel (47; 115) verschlossen ist, daß zwischen dem Deckel und dem Kontaktelement ein langgestreckter hochohmiger Widerstand (56; 116) als Spannungssensor vorgesehen ist und daß das Kontaktelement (48) an einem im Gehäuse eingebetteten Stromleiter (48; 107) angebracht ist, an dessen freiem Ende eine Kontaktierungsanordnung vorgesehen ist, mit der ein Anschlußelement (21) beispielsweise eines Leistungsschalterpols (16) anschließbar ist und um den herum ein Stromsensor (59; 113) angeordnet ist.
  2. 2. Strom- und Spannungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromsensor (59; 113) als Rogowskispule ausgebildet ist.
  3. 3. Strom- und Spannungssensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierungsanordnung des Stromleiters (49; 107) zylinderförmig mit einer Zylinderwand (50; 109) ausgebildet ist und ein stangenförmiges Anschlußstück vorzugsweise eines Leistungsschalterpols (16) umfaßt.
  4. 4. Strom- und Spannungssensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Zylinderwand (50; 109) Mulitkontaktelemente (53) vorgesehen sind.
  5. 5. Strom- und Spannungssensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierungsanordnung des zylindrischen Stromleiters (145) eine Gewindebohrung (146) ist, an der ein Verbindungsleiter (136) zu vorzugsweise einem Leistungsschalterpol angeschlossen ist.
  6. 6. Strom- und Spannungssensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Kontaktelementes (48) ein senkrecht zu dem langgestreckten Widerstand (56, 116) verlaufendes Anschlußstück (54; 111) angeformt ist, welches aus dem Gehäuse (45; 106) senkrecht zur Längsachse des langgestreckten Widerstandes (56) herausragt und mit Verbindungsstücken (41; 112) verbindbar ist, die zu Kabelendverschlüssen (42 bis 44) führen.
  7. 7. Strom- und Spannungssensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der den Hohlraum (46; 114) umgebenden zylindrischen Wandung (62) Abschirmelektroden (63, 64) untergebracht sind.
  8. 8. Strom- und Spannungssensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des freien Endes der Zylinderwandung (62) des Hohlraumes (46) ein Flanschrand (67; 117) angeformt ist, mit dem der Strom-Spannungswandler an einer Wandung (69; 118) befestigbar ist.
  9. 9. Strom- und Spannungssensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse des Widerstandes (56) und die Mittelachse des Stromleiters (50) miteinander fluchten.
  10. 10. Strom- und Spannungssensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierungsanordnung in einer Achse mit dem Stromleiter und dem langgestreckten Widerstand liegen.
  11. 11. Strom- und Spannungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromleiter (107) U-förmig ausgebildet ist, wobei der Steg (108) mit der Mittelachse des Widerstandes (116) fluchtet und die Kontaktierungsanordnung (109) und das Anschlußstück (111) senkrecht dazu aus dem Gehäuse (106) herausragen.
  12. 12. Strom- und Spannungssensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die als Zylinderwand (109) ausgebildete Kontaktierungsanordnung senkrecht zu dem Steg (108) und parallel zum Anschlußstück (111) aus dem Gehäuse herausragen.
  13. 13. Strom- und Spannungssensor nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 8 und 11, für ein Schaltfeld mit einem ersten Raum (11, 81), der von weiteren Räumen (12, 13, 14; 82, 83, 84) druckdicht und gasdicht abgeschottet ist, wobei in dem ersten Raum Isoliergehäuse (15) zur Aufnahme der Leistungsschalterpole (16) untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem festen Kontaktstück des Leistungsschalterpols (16) verbundene Anschlußstück oder der feste Kontaktstengel (21) in den Zylinderraum (51; 110) der Kontaktierungsanordnung eingreift und daß das Gehäuse (45; 106) an der Rückwand (69) oder der Bodenwand (118) des ersten Raumes (11, 81) befestigt sind.
  14. 14. Strom- und Spannungssensor nach einem der Ansprüche 9 und 10, für ein Schaltfeld mit einem ersten Raum (11, 81), der von weiteren Räumen (12, 13,14; 82, 83, 84) druckdicht und gasdicht abgeschottet ist, wobei in dem ersten Raum Isoliergehäuse (15) zur Aufnahme der Leistungsschalterpole (16) untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem festen Kontaktstück des Leistungsschalterpols (16) verbundene Anschlußstück oder der feste Kontaktstengel (21) mit der Kontaktierungsanordnung mittels eines L-förmigen Verbindungsleiters (136) verbunden ist und daß das Gehäuse auf der Bodenwand (156) des ersten Raumes (130) befestigt ist.
  15. 15. Strom- und Spannungssensor nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontaktstengel (22) des Leistungsschalterpols über ein Verbindungsglied (25) mit einem radial an einem Isolierstoffgehäuse zur Aufnahme des Leistungsschalterpols vorspringenden Kontaktstück (26, 86) verbunden ist, an dem ein Trenn-Erdungsschalter (29, 88, 99, 100) anschließt.
  16. 16. Strom- und Spannungssensor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kontaktstück (26) ein flexibles Band (27) angebracht ist, dessen anderes Ende mit einem beweglichen Kontaktelement (28) fest verbunden ist, welches einerseits mit einem mit den Verbindungsleitern (32 bis 34) verbundenen festen Kontaktstück (31) und andererseits mit einem damit fluchtenden, mit der Frontwand (17) fest verbundenen Erdungskontaktstück (38) in Verbindung bringbar ist.
  17. 17. Strom- und Spannungssensor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kontaktstück (86) ein Schaltmesser (88) gelagert ist, das mittels eines Antriebsgestänges (99, 100) aus einer ersten Stellung, in der es mit Verbindungsleitern (90 bis 92) zu den Sammelschienen (93 bis 95), in einer zweiten Stellung mit einem an der Frontwand (96) befestigten Erdungskontaktstück (101) in Verbindung bringbar ist.
  18. 18. Strom- und Spannungssensor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite des Isolierstoffgehäuses (15) ein Lagerbock (97) befestigt ist, auf dem ein mittels einer Schaltwelle betätigbarer Hebel (99) schwenkbar gelagert ist, dessen freies Ende über einen Verbindungshebel (100) mit dem Schaltmesser (88) gekuppelt ist.






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