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Dokumentenidentifikation DE4233986C2 24.02.2000
Titel Schaltanlage mit Spannungswandler
Anmelder ALSTOM Sachsenwerk GmbH, 93055 Regensburg, DE
Erfinder Büscher, Andreas, Dipl.-Ing. (FH), 8070 Ingolstadt, DE;
Reichl, Erwin, Dipl.-Ing. (FH), 8409 Tegernheim, DE
Vertreter Dreiss, Fuhlendorf, Steimle & Becker, 70188 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 09.10.1992
DE-Aktenzeichen 4233986
Offenlegungstag 14.04.1994
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.02.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.02.2000
IPC-Hauptklasse H02B 13/065
IPC-Nebenklasse H02B 13/075   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine druckgasisolierte Mittelspannungsschaltanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 90 12 016 U1 ist es bei gekapselten Mittelspannungsschaltanlagen bekannt, innerhalb eines druckdichten Anlagegehäuses einen hochspannungsführenden Leiter, insbesondere eine Sammelschiene anzuordnen, von welcher über einen kombinierten Dreistellungsschalter und über einen Last- oder Leistungsschalter eine Abzweigleitung zu Steckbuchsen geführt ist. Diese Steckbuchsen sitzen gasdicht in einer entsprechenden Öffnung des Anlagengehäuses und dienen für den Anschluss entsprechend ausgestatteter Hochspannungskabel bzw. zum direkten Anstecken eines Spannungswandlers. Von Nachteil ist bei diesem Aufbau, dass der Spannungswandler erst nach einem Freischalten der Abzweigleitung abgeschaltet ist, wobei nicht nur der Dreistellungsschalter in seine Erderfunktion umgeschaltet werden muss, sondern zunächst der Last- oder Leistungsschalter ausgeschaltet und nach der Umschaltung des Dreistellungsschalters wieder eingeschaltet werden muss, um die Steckbuchse für den Spannungswandler mit Sicherheit spannungsfrei zu schalten. Bei einem Defekt des Spannungswandlers muss zudem der Abzweig ebenfalls freigeschaltet werden, wobei dann, wenn ein Austausch- Spannungswandler nicht zur Verfügung steht, die betreffende Buchse bei einem Wiedereinschalten des Abzweigs in unzulässiger Weise unter Hochspannung steht.

Zur Verdeutlichung dieses Standes der Technik wird noch auf die zwischenzeitlich bekannt gewordene Literaturstelle "Elektrizitätswissenschaft" Jg. 89 (1990) Heft 16/17 hingewiesen, wo in einem auf Seite 916 beginnenden Aufsatz "Gasisolierte Mittelspannungs-Leistungsschalteranlagen der Baureihe 8DA10/8DD10 - ein Konzept für Generationen" auf Seite 926 und in den Bildern 10a und 10b der entsprechende elektrische Schaltungsaufbau wiedergegeben ist. Demnach sind mehrere elektrisch parallelgeschaltete Steckbuchsen innerhalb der druckgasisolierten Mittelspannungsschaltanlage über einen Hochspannungsleiter und eine Hochspannungschalteinrichtung an einen Hochspannung führenden Sammelschienen-Leiter angeschlossen. Dabei ist an eine der Steckbuchsen von außen ein Spannungswandler angesteckt.

Aus der DE 31 32 359 A1 ist es bei einer gekapselten Spannungsschaltanlage bekannt, einen innerhalb des Anlagegenäuses angeordneten Spannungswandler über einen Trennschalter an einen Hochspannungsleiter anzuschließen, jedoch ermöglicht diese Anordnung nicht den Betrieb der Schaltanlage bei abgeschaltetem Spannungswandler. Auch ist eine Steckbuchse für den Spannungswandler und eine derselben zugeordnete Erdungseinrichtung nicht vorgesehen.

Aus der DE 31 26 745 A1 geht eine Hochspannungsschaltanlage als bekannt hervor, bei welcher lediglich ein Kabelanschluss vom Sammelschienenleiter getrennt und geerdet werden kann. Dieser Schaltungsaufbau umfasst jedoch keine Schaltungsmaßnahmen zur Abschaltung und Erdung eines zusätzlichen Betriebsmittels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Mittelspannungsschaltanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Maßnahmen zu treffen, durch welche eine erhöhte Betriebssicherheit erreicht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Bei einer Mittelspannungsschaltanlage gemäß der Erfindung ist kein Freischalten des Abzweigs bei Arbeiten am Spannungswandler erforderlich, weil für diesen Spannungswandler eine eigene Trenn- bzw. Erdungseinrichtung vorgesehen ist. Dabei wird die für den Spannungswandler vorgesehene Steckbuchse und damit auch der angesteckte Spannungswandler über die Erdungseinrichtung direkt geerdet. Der Spannungswandler kann danach ohne Gefährdung der Bedienungsperson von der Schaltanlage abgetrennt werden. Der Spannungswandler ist von dem vorzugsweise mit SF6-gefüllten Anlageninnenraum getrennt und kann für sich gehandhabt werden. Der Spannungswandler kann zudem ohne eine Demontage vor Spannungsprüfungen der Schaltanlage abgetrennt werden, wenn auf die im Innengehäuse angeordneten Bauteile hohe Stoßspannungen oder sonstige Gleich- oder Wechselprüfspannungen aufgeschaltet werden, die den Spannungswandler beschädigen können. Ein defekter Spannungswandler kann nach dem Öffnen der Trennstrecke und der Erdung der zugehörigen Steckbuchse zunächst an der Schaltanlage verbleiben, bis Ersatz bereit steht. Selbst bei abgenommenem Spannungswandler ergibt sich keine Minderung des Sicherheitsgrades der Schaltanlage, weil der berührbare Kontakt der betreffenden Steckbuchse geerdet ist. Insgesamt ergibt sich eine kompakte Bauweise bei geringem Montageaufwand, wobei im Störfall eine schnelle Demontagemöglichkeit gegeben ist. Der Spannungswandler kann jedoch auch über ein zwischengeschaltetes Hochspannungskabel an die Steckbuchse angesteckt werden, wenn es die räumlichen Bauverhältnisse erfordern. Vorzugsweise ist die Trenn- bzw. Erdungseinrichtung als kombinierter Trenn- und Erdungsschalter ausgebildet und von außerhalb des Anlagengehäuses über eine gasdichte Verbindung zu betätigen. Sind im Anlagengehäuse mehrere gleich ausgebildete Steckbuchsen vorgesehen, dann wird der mit der Trenn- bzw. Erdungseinrichtung verbundenen Steckbuchse ein Kennzeichnungselement zugeordnet, um sicherzustellen, dass der lediglich auf die Leistung des Spannungswandlers abgestimmte Trenn- bzw. Erdungsschalter nicht überlastet wird, sondern nur der Spannungswandler angeschlossen wird. Inbesondere ist der Spannungswandler metallgekapselt und seine Metallkapselung wie das Anlagengehäuse geerdet.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Prinzipskizzen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 den mechanischen Aufbau einer teilweise dargestellten Schaltanlage und

Fig. 2 ein entsprechendes elektrisches Schaltschema.

Ein gasdicht ausgeführtes Außengehäuse 1 einer teilweise dargestellten gekapselten und insbesonder druckgasisolierten Mittelspannungsschaltanlage nimmt einen hochspannungführenden Leiter 2 auf, der an mehrere Kabelsteckbuchsen 3 und andererseits an eine nicht näher dargestellte geeignete Hochspannungsschalteinrichtung 4 angeschlossen ist. Diese Hochspannungsschalteinrichtung kann aus einem Last- oder Leistungsschalter 5 und einem damit in Serie geschalteten Dreistellungsschalter 6 bestehen, wobei letzterer an eine hochspannungführende Sammelschiene 7 bzw. an Erde angeschlossen ist. Die Kabelsteckbuchsen 3 können so über die Schalteinrichtung 4 bzw. 5, 6 von der Sammelschiene 7 freigeschaltet bzw. an dieselbe angeschaltet werden. Desgleichen können die Kabelsteckbuchsen 3 über den Dreistellungsschalter 6 und den Last- bzw. Leistungsschalter 5 kurzschlußfest geerdet werden. Außer den Kabelsteckbuchsen 3 ist durch eine entsprechende Öffnung im Außengehäuse 1 zusätzlich eine Steckbuchse 8 gasdicht eingesetzt, an die von außen ein metallgekapselter Spannungswandler 9 unmittelbar angesteckt ist. Bei unzureichenden Platzverhältnissen ist es jedoch auch möglich, die Verbindung zwischen der Steckbuchse 8 und dem entfernt davon anzuordnenden Spannungswandler über ein entsprechend ausgestattetes Hochspannungskabel vorzunehmen. Die Steckbuchse 8 für den Spannungswandler 9 ist innerhalb des Außengehäuses 1 mittels einer Trenn- bzw. Erdungseinrichtung 10 an die die Kabelsteckbuchsen 3 verbindende Brücke 11 angeschlossen. Die Trenn- bzw. Erdungseinrichtung 10 besteht vorzugsweise aus einem kombinierten Trenn- und Erdungsschalter, der nach Art eines Umschalters ausgebildet ist und dessen bewegliches Schaltstück 10a mit der Steckbuchse 8 verbunden ist. Die Trennstrecke 12 liegt dabei zwischen der Steckbuchse 8 und der Brücke 11, die mit dem betreffenden festen Schaltkontaktstück 13 der Einrichtung 10 verbunden ist. Das andere feste Schaltstück 14 liegt dagegen ständig an Massepotential, wie bei 15 angedeutet. Das bewegliche Schaltstück 10a der Schalteinrichtung 10 ist mit einer Antriebseinrichtung 16 gekoppelt, die ebenfalls gasdicht durch das Außengehäuse 1 nach außen geführt ist und von Hand oder durch eine andere Antriebseinrichtung bei 17 betätigbar ist. Bei mechanischer Ausgestaltung der Antriebseinrichtung 16 ist es zweckmäßig, eine mechanisch wirkende Arretierungsvorrichtung 18 vorzusehen, um die Einrichtung 10 in ihren beiden Schaltstellungen, insbesondere aber in geerdeter Stellung arretieren und ggf. auch verperren zu können.

Wenn der Spannungswandler 9 bei der Hochspannungsprüfung der übrigen gekapselten Bauteile wirkungslos sein soll, bzw. defekt ist oder ausgetauscht werden muß, wird der Trenn- bzw. Erdungsschalter 10 aus seiner Stellung, in welcher das bewegliche Schaltstück 10a am Schaltkontakt 13 anliegt und die Trennstrecke 12 überbrückt, durch Betätigung der Antriebseinrichtung 16, 17 in die in Fig. 2 dargestellte Erdungs-Schaltlage umgeschaltet. Die erforderliche Trennstrecke 12 zwischen der Steckbuchse 8 und dem Leiter 2, 7 ist dadurch hergestellt und gleichzeitig die Steckbuchse 8 durch die Verbindung des beweglichen Schaltstücks 10a mit dem feststehenden, geerdeten Schaltstück 14, 15 geerdet und damit spannungslos geschaltet. Prüfspannungen, insbesondere Gleichspannungen können dadurch nicht mehr die Wicklung des induktiven Spannungswandlers 9 beschädigen. Zugleich ist sichergestellt, daß bei einem Entfernen des Spannungswandlers 9 der frei zugängliche Buchsenkontakt der Steckbuchse 8 nach dem Abnehmen des Spannungswandlers 9 jedenfalls spannungslos ist. Eine Gefährdung des Montagepersonals ist dadurch ausgeschlossen. Wenn die Anordnung vorzugsweise auch 3polig ausgebildet ist, so kann selbstverständlich auch je zu messender Spannungsphase bzw. Sammelschiene ein Spannungswandler über eine eigene zugehörige Trenn- bzw. Erdungseinrichtung an den betreffenden Leiter 2, 7 angeschlossen werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Gekapselte, inbesondere druckgasisolierte Mittelspannungsschaltanlage mit wenigstens einem hochspannungsführenden Leiter in einem druckdichten Anlagegehäuse, in das mehrere Steckbuchsen gasdicht eingesetzt sind, welche über den Leiter an eine Hochspannungsschalteinrichtung mit Last- oder Leistungs- sowie Trenn- bzw. Erdungs-Schalteinrichtungen angeschlossen sind, und mit einem an eine Steckbuchse angesteckten Spannungswandler, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckbuchse (8) für den Spannungswandler (9) innerhalb des Anlagegehäuses (1) mittels einer eigenen Trenn- bzw. Erdungs-Schalteinrichtung (10) an den Hochspannungsleiter (2) angeschlossen ist, wobei diese Steckbuchse (8) in der Erdungsschaltlage der Trenn- bzw. Erdungs-Schalteinrichtung (10) vom Hochspannungsleiter (2) abgeschaltet und geerdet ist.
  2. 2. Mittelspannungsschaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungswandler (9) von außen an das Anlagengehäuse (1) angesetzt und direkt an die Steckbuchse (8) angesteckt ist.
  3. 3. Mittelspannungsschaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungswandler (9) über ein zwischengeschaltetes Hochspannungskabel an die Steckbuchse (8) angesteckt ist.
  4. 4. Mittelspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenn- bzw. Erdungsschalteinrichtung (10) von außerhalb des Anlagengehäuses (1) betätigbar ist.
  5. 5. Mittelspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Anlagengehäuse (1) mehrere gleich ausgebildete Steckbuchsen (3, 8) vorgesehen sind und daß der mit der Trenn- bzw. Erdungsschalteinrichtung (10) verbundenen Steckbuchse (8) ein Kennzeichnungselement zugeordnet ist.
  6. 6. Mittelspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungswandler (9) metallgekapselt ist.
  7. 7. Mittelspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungswandler (8) über die Serienschaltung aus der Trenn- bzw. Erdungsschalteinrichtung (10) und dem Hochspannungsschalter (4) an eine Sammelschiene (7) angeschlossen ist, wobei an die Verbindungsleitung (2, 11) zwischen beiden Schalteinrichtungen (4, 10) wenigstens ein Kabelstecker (3) angeschlossen ist.
  8. 8. Mittelspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenn- bzw. Erdungsschalteinrichtung (10) ein Umschalter ist, dessen bewegliches Schaltstück (10a) mit der Steckbuchse (8), dessen eines feststehendes Schaltstück (13) mit dem Hochspannungsleiter (2) und dessen anderes feststehendes Schaltstück (14) mit Erdpotential (15) verbunden ist.






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