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Dokumentenidentifikation DE60003327T2 13.05.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0001218995
Titel GASISOLIERTE SCHALTANLAGE
Anmelder ABB Service S.r.l., Mailand/Milano, IT
Erfinder PIAZZA, Costante, I-26900 Lodi, IT;
GUERRA, Giuliano, I-15067 Novi Ligure, IT
Vertreter Zumstein & Klingseisen, 80331 München
DE-Aktenzeichen 60003327
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 25.09.2000
EP-Aktenzeichen 009693565
WO-Anmeldetag 25.09.2000
PCT-Aktenzeichen PCT/EP00/09580
WO-Veröffentlichungsnummer 0001026198
WO-Veröffentlichungsdatum 12.04.2001
EP-Offenlegungsdatum 03.07.2002
EP date of grant 11.06.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.05.2004
IPC-Hauptklasse H02B 13/035

Beschreibung[de]
Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine gasisolierte Schaltanlage für Hoch- und Mittelspannungsanwendungen, die verbesserte Funktionen und Eigenschaften aufweist. Der Ausdruck "Hoch- und Mittelspannungsanwendungen" bezieht sich auf Anwendungen mit Betriebsspannungen gleich oder über 1000 Volt.

Genauer gesagt ermöglicht es die Anlage gemäß der Erfindung dank ihrer innovativen Struktur, die Ausführung der notwendigen elektrischen Vorgänge gemäß einer Lösung zu optimieren, die gleichzeitig einfach, effektiv und kompakt ist.

Vom Stand der Technik ist bekannt, daß bei gasisolierten Schalter- und Trenneinheiten elektrische Schaltvorgänge sowohl zum Unterbrechen als auch zum Trennen durch die translatorische Bewegung eines oder mehrerer beweglicher Kontakte realisiert werden, die mit entsprechenden festen Kontakten koppeln bzw. sich von diesen trennen können. Ein erheblicher Nachteil dieser bekannten Arten von Anlagen liegt darin, daß die verschiedenen Schaltvorgänge, zum Beispiel zum Trennen auf der Eingangsleitung oder auf der Ausgangsleitung, durch spezielle Komponenten ausgeführt werden, die von der Struktur her separat und voneinander verschieden sind. Daher ist die Anzahl der Komponenten, die zum Ausführen der verschiedenen Schaltvorgänge verwendet werden, groß und führt zu einem erhöhten Platzbedarf und größerem Gesamtvolumen der Anlage, was wiederum eine Kostensteigerung mit sich bringt.

Zudem werden die Kontakte unter Verwendung von Betätigungsvorrichtungen bewegt, die im allgemeinen Betätiger der mechanischen oder der hydraulischen An umfassen, welche komplizierte kinematische Systeme erfordern, um Bewegung auf den beweglichen Kontakt zu übertragen. Genauer gesagt erfordert der Trennvorgang die koordinierte Bewegung eines oder mehrerer beweglicher Kontakte, so daß das Öffnen/Schließen der Trennkontakte in der vorgesehenen Reihenfolge abläuft. Dies erfordert normalerweise komplizierte Koppelmechanismen und/oder komplizierte Betätigungs- und Steuersysteme, insbesondere wenn der Trennvorgang auf Systemen mit mehreren Stromschienen erfolgt. Angesichts der mechanischen Komplexität der Bewegungselemente und der großen Zahl der eingesetzten Komponenten, sind Wartungsarbeiten notwendig, um ein Nennverhalten beizubehalten und die Wiederholbarkeit des Betriebsverhaltens zu gewährleisten.

Diese strukturelle Komplexität wirkt sich noch nachteiliger aus, wenn die verschiedenen Schalter- und Trenneinheiten verwendet werden, um Schaltstationen zu realisieren. Ein Beispiel dafür ist in 1 gezeigt, die schematisch eine Minimalkonfiguration einer elektrischen Schaltstation der Art mit einer Verteilerschiene darstellt. Wie diese Figur zeigt, ist jede Phase der Hauptnetzleitung 101 am Eingang mit einer entsprechenden Verteilerschiene 100 verbunden. Zumindest ein Trennschalter 102 und ein Stromwandler 103 werden entlang dem Verbindungsleiter verwendet, der eine Phase der Leitung 101 mit der entsprechenden Schiene 100 verbindet. Die Schienen 100 wiederum sind elektrisch mit einem Leistungstransformator 104 verbunden, der die Spannung in geeigneter Weise so variiert, daß man einen adäquaten Spannungspegel am Eingang zu einem Satz von Mittelspannungsvorrichtungen erhält, die allgemein mit dem Bezugszeichen 105 bezeichnet sind. Vor dem Leistungstransformator 104 sind ferner Überspannungsableiter 106 vorgesehen, die den Transformator vor möglichen Schäden schützen. Ein zweiter Trennschalter 102, ein zweiter Stromwandler 103 und ein Leistungsschalter 109 werden entlang der Verbindung zwischen jeder Schiene 100 und dem Leistungstransformator 104 eingesetzt. Am Ausgang aus der Schaltstation ist jede Schiene 100 mit der entsprechenden Phase der Leitung 101 verbunden, und zwar gemäß einer Architektur ähnlich der Eingangsarchitektur, d. h. unter Verwendung eines weiteren Trennschalters 102 und eines zusätzlichen Stromwandlers 103.

Bei den meisten üblichen Anwendungen wird die Minimalkonfiguration der elektrischen Schaltstation zweckmäßigerweise ergänzt, indem zusätzliche Primärkomponenten eingesetzt werden. Genauer gesagt werden für jede Phase der Hauptnetzleitung 101 zwei Spannungstransformatoren, zwei Trennschalter und zwei Leistungsschalter verwendet, die jeweils am Eingangsanschluß und am Ausgang zwischen der Leitungsphase und der Stromschiene der Schaltstation angeordnet werden. Die Schaltstation ist ferner mit einer Reihe von Sekundärkomponenten ausgestattet, die aus Schutz- und Steuersystemen bestehen, um die korrekte elektrische Funktion des Systems zu gewährleisten und gefährliche Schäden zu verhindern.

Bedingt durch die selbst für eine Minimalkonfiguration große Zahl der notwendigen Komponenten, sind bekannte Arten von Schaltstationen in der praktischen Anwendung nicht zufriedenstellend, und zwar hauptsächlich wegen ihrer hohen Kosten, ihres Platzbedarfs und der Notwendigkeit häufiger Wartungen. Derartige Schaltstationen weisen ferner keine modulare Struktur auf, die sie zweckmäßigerweise flexibel in ihren Anwendungen und in Abhängigkeit unterschiedlicher Anwendungserfordernisse leicht implementierbar macht.

Das Dokument GB-A-2143089 offenbart eine Schaltanlage mit einem Gehäuse, das einen Leistungsspeiseschalter, der einen Trennschalter und einen Vakuumschalter, mit einem Anschluß verbunden, umfaßt, sowie zwei Lastschalter enthält, die ebenfalls jeweils mit dem Leistungsspeiseschalter und mit einem entsprechenden Anschluß verbunden sind.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gasisolierte Schaltanlage für Hochund Mittelspannungsanwendungen anzugeben, die in der Lage ist, die Funktionen zu integrieren, die beim Stand der Technik von mehreren strukturmäßig voneinander verschiedenen Komponenten ausgeführt werden.

Im Rahmen dieses Ziels besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine gasisolierte Schaltanlage für Hoch- und Mittelspannungsanwendungen anzugeben, die eine größere Flexibilität und Einfachheit bei der Ausführung der erforderlichen elektrischen Schaltvorgänge ermöglicht.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gasisolierte Schaltanlage für Hoch- und Mittelspannungsanwendungen anzugeben, die eine kompakte Struktur und kleine Abmessungen hat, so daß sie den Platzbedarf erheblich reduziert.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gasisolierte Schaltanlage für Hoch- und Mittelspannungsanwendungen anzugeben, die eine geringere mechanische Komplexität aufweist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gasisolierte Schaltanlage für Hoch- und Mittelspannungsanwendungen anzugeben, mit der verschiedene Anwendungskonfigurationen leicht realisierbar sind, insbesondere für die Implementierung von Schaltstationen mit einem Einfach- und/oder Doppel-Leiterschienensystem.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gasisolierte Schaltanlage für Hoch- und Mittelspannungsanwendungen anzugeben, die hochzuverlässig ist und relativ einfach und zu wettbewerbsfähigen Kosten hergestellt werden kann.

Dieses Ziel sowie diese und andere Aufgaben, die im folgenden deutlicher werden, löst eine gasisolierte Schaltanlage für Hoch- und Mittelspannungsanwendungen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ein Gehäuse enthält, das eine Trenneinheit, die elektrisch mit einem ersten elektrischen Anschluß verbunden und in dem Gehäuse in einer im wesentlichen zentralen Position angeordnet ist, und eine erste Unterbrechungseinheit und zweite Unterbrechungseinheit enthält, die mit der Trenneinheit sowie mit einem zweiten elektrischen Anschluß bzw. einem dritten elektrischen Anschluß elektrisch verbunden sind, wobei die erste Unterbrechungseinheit und die zweite Unterbrechungseinheit bezüglich der Trenneinheit auf entgegengesetzten Seiten angeordnet sind.

Die Anlage nach der Erfindung kann phasengetrennt oder phasenvereinigt, für ein Einfachschienensystem oder ein Mehrfachschienensystem, mit einpoliger oder mit dreipoliger Betätigung sein.

Die Anlage nach der Erfindung hat somit eine kompakte Struktur, die in einem einzigen Körper beide den Stromkreis unterbrechende Elemente und die Trennelemente enthält, gemäß einer Lösung, die in jedem Fall das schnelle und effektive Ausführen der erforderlichen elektrischen Schaltvorgänge ermöglicht.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung einiger bevorzugter, jedoch nicht ausschließlicher Ausführungsbeispiele einer Schaltanlage nach der Erfindung, die als nicht einschränkende Beispiele in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt sind, in denen zeigen:

1 eine schematische Ansicht einer bekannten Schaltstation zum Übertragen und Verteilen elektrischer Leistung;

2 eine Ansicht der Schaltanlage nach der Erfindung;

3a bis 3f schematische Ansichten einiger möglicher elektrischer Schaltvorgänge, die mit der Anlage der 2 ausführbar sind;

4 und 5 Ansichten einer möglichen Ausführungsform einer elektrischen Schaltstation mit einem dreiphasigen Einfachschienensystem, das die Anlage der 2 verwendet.

Gemäß 2 umfaßt die erfindungsgemäße Schaltanlage, die allgemein mit dem Bezugszeichen 200 bezeichnet ist, ein Gehäuse 1, das ein isolierendes Gas enthält und in seinem Inneren eine erste Unterbrechungseinheit 4, eine zweite Unterbrechungseinheit 14 und eine Trenneinheit 5 aufnimmt. Die Trenneinheit 5 ist mit einem ersten elektrischen Anschluß 2 und mit den beiden Unterbrechungseinheiten 4 und 14 elektrisch verbunden, und zwar in der im folgenden beschriebenen Art und Weise. Die Unterbrechungseinheiten 4 und 14 sind ihrerseits mit einem zweiten elektrischen Anschluß 11 bzw. einem dritten elektrischen Anschluß 13 elektrisch verbunden. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die elektrischen Anschlüsse 2, 11 und 13 (die in der Figur teilweise zu sehen sind) in entsprechenden Buchsen, bezeichnet mit 40, 41 bzw. 42, aufgenommen, die mit dem Gehäuse 1 verbunden sind.

Vorteilhafterweise ist die Trenneinheit 5 in dem Gehäuse 1 in einer im wesentlichen zentralen Position angeordnet, während die beiden Unterbrechungseinheiten 4 und 14 bezüglich der Trenneinheit 5 auf entgegengesetzten Seiten angeordnet sind.

Im Detail umfassen die Unterbrechungseinheiten 4 und 14 eine Unterbrechungskammer 3, in der ein fester Kontakt 6 und ein beweglicher Kontakt 7 aufgenommen sind, wobei der bewegliche Kontakt von Betätigungsmitteln wirkungsmäßig gesteuert wird. Die beweglichen Kontakte 7 der Unterbrechungseinheiten 4 und 14 sind mit dem Anschluß 11 bzw. dem Anschluß 13 elektrisch verbunden. Die Betätigungsmittel umfassen eine Betätigungsstange 8, die mit dem beweglichen Kontakt 7 verbunden und durch eine geeignete Betätigungs- und Steuervorrichtung 10 betätigt ist. Die Betätigungs- und Steuervorrichtung kann aus einem mechanischen oder hydraulisch-pneumatischen oder elektrischen Betätiger bestehen. Vorzugsweise ermöglicht die Verwendung eines Elektromotors mit Positionssteuerung, insbesondere eines Servomotors, Vorteile hinsichtlich Geschwindigkeit und Präzision beim Ausführen der Schaltvorgänge zum Öffnen/Schließen der Kontakte.

Die Trenneinheit 5 umfaßt einen ersten festen Kontakt 21, der mit dem elektrischen Anschluß 2 verbunden ist, einen zweiten festen Kontakt 22, der mit dem festen Kontakt 7 der Unterbrechungseinheit 4 verbunden ist, einen dritten festen Kontakt 23, der mit dem festen Kontakt 7 der Unterbrechungseinheit 14 verbunden ist, sowie zumindest einen beweglichen Kontakt 24, der mit zumindest einem der beweglichen Kontakte 21, 22 und 23 gekoppelt werden kann. Vorteilhafterweise umfaßt die Trenneinheit 5 bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel einen einzigen beweglichen Kontakt 24, der mit den drei festen Kontakten 21, 22 und 23 gekoppelt werden kann. Dieser bewegliche Kontakt 24, der beispielsweise aus einem Messerkontakt mit einem sektorartigen Profil besteht, ist an einer rotierenden Welle 12 befestigt, und zwar im wesentlichen rechtwinklig zu der Achse der Welle 12. Auf diese Weise dreht sich der bewegliche Kontakt 24 starr mit der Welle 12, und die beweglichen Kontakte 21, 22 und 23 liegen auf seiner Drehebene. Wenn die vorliegende Beschreibung auf die Relativposition des festen Kontakts und des beweglichen Kontakts verweist, bezieht sich dies der Einfachheit der Beschreibung halber selbstverständlich immer auf die Relativposition des Endes des festen Kontakts und des Endes des beweglichen Kontakts, der damit gekoppelt werden kann.

Alternativ können die festen Kontakte 21, 22 und 23 gemäß den jeweiligen Anwendungserfordernissen in mehreren zueinander versetzen Ebenen angeordnet sein. In diesem Fall werden mehrere bewegliche Kontakte eingesetzt, die an der rotierenden Welle 12 befestigt sind. Dann drehen sich die beweglichen Kontakte in unterschiedlichen Ebenen und sind in einem geeigneten Winkel zueinander angeordnet, um die elektrischen Verbindungen zwischen den Kontaktpaaren in den vorgesehenen Reihenfolgen zu ermöglichen. Als Alternative kann ein System mit einem oder mehreren beweglichen Kontakten, die eine translatorische Bewegung ausführen, oder auch andere Lösungen eingesetzt werden, solange sie mit dem Anwendungszweck kompatibel sind.

Vorteilhafterweise ist die rotierende Welle 12 von geeigneten Betätigungsmitteln angetrieben, die vorzugsweise aus einem nicht dargestellten Elektromotor bestehen, der wirkungsmäßig mit der Welle 12 verbunden ist. Insbesondere hat sich ergeben, daß die Verwendung eines Servomotors beträchtliche Vorteile hinsichtlich Präzision und Geschwindigkeit des Betriebs hat. Alternativ können mechanische oder hydraulische Betätigungsmittel verwendet werden. Auch manuelle Betätigungsmittel können als Alternative oder Ergänzung zu den oben beschriebenen Betätigungsmitteln vorgesehen sein, insbesondere zum Ausführen von manuellen Operationen im Notfall.

Wie in 2 dargestellt, umfaßt die Trenneinheit 5 ferner eines vierten festen Kontakt 25, der geerdet ist. Im Fall der 2 ist der feste Kontakt 25 mit dem geerdeten Gehäuse 1 verbunden und liegt in einer Ebene, die von der Ebene der festen Kontakte 21, 22 und 23 verschieden ist. Entsprechend verwendet die Anlage nach der Erfindung einen zweiten beweglichen Kontakt 26, der mit dem festen Kontakt 25 gekoppelt werden kann. Dieser bewegliche Kontakt 26, der beispielsweise wie ein L-förmiger Messerkontakt mit im wesentlichen identischen Seiten konfiguriert ist, ist an der Welle 12 befestigt und dreht sich starr mit dieser in der Drehebene, in der der feste Kontakt 25 liegt.

Mit dieser Anordnung können verschiedene elektrische Schaltvorgänge auf sehr einfache und flexible Art und Weise ausgeführt werden. Wie in den 3a–3f dargestellt, sind zum Beispiel folgende Konfigurationen möglich:

  • – der Kontakt 24 ist gleichzeitig mit den Kontakten 21, 22 und 23 gekoppelt, und die Kontakte 26 und 25 sind nicht gekoppelt (3a);
  • – der Kontakt 24 ist mit den Kontakten 21 und 23 gekoppelt, und die Kontakte 22, 25 und 26 sind nicht gekoppelt (3b);
  • – der Kontakt 24 ist mit dem Kontakt 23 gekoppelt, die Kontakte 25 und 26 sind miteinander gekoppelt, und die Kontakte 21 und 22 sind nicht gekoppelt (3c);
  • – der Kontakt 24 ist mit den Kontakten 22 und 23 gekoppelt, und die Kontakte 21, 25 und 26 sind nicht gekoppelt (3d);
  • – der Kontakt 24 ist mit dem Kontakt 22 gekoppelt, die Kontakte 25 und 26 sind miteinander gekoppelt, und die Kontakte 21 und 23 sind nicht gekoppelt (3e);
  • – der Kontakt 24 ist mit den Kontakten 21 und 22 gekoppelt, und die Kontakte 23, 25 und 26 sind nicht gekoppelt (3f).

Zusätzlich zu diesen möglichen Konfigurationen ist es selbstverständlich möglich, andere Schaltvorgänge gemäß den verschiedenen Anwendungserfordernissen zu realisieren.

Die in 2 dargestellte Lösung besonders vorteilhaft, da die Längsachsen der beiden Unterbrechungskammern 4 und 14 im wesentlichen miteinander fluchten und rechtwinklig zur Drehachse der Schaltwelle 12 liegen. Auf diese Weise erfolgen die Manöver der Trenneinheit durch Drehen der Welle 12 und durch Drehen der beweglichen Kontakte um die Achse der Welle, während das Öffnen/Schließen der Unterbrechungseinheiten 4 und 14 durch eine einfache translatorische Bewegung der beweglichen Kontakte entlang der Längsachse der jeweiligen Unterbrechungskammer erfolgt. Auf diese Weise wird eine optimale Verteilung des innerhalb des Gehäuses 1 eingenommenen Platzes erreicht, und zwar mit einer Lösung, die extreme Flexibilität hinsichtlich der ausführbaren elektrischen Schaltvorgänge und der Verbindungen erlaubt, die zwischen der Anlage 200 und extern dazu angeordneten Elementen realisierbar sind, wie beispielsweise zu bedienenden Lasten, Stromversorgungsleitungen usw., wie im folgenden ausführlich beschrieben wird.

Außerdem kann die Trenneinheit 5 so angeordnet sein, daß die Achse der Drehwelle 12 in einer im wesentlichen horizontalen Ebene liegt, wie in 2 dargestellt, oder alternativ dazu so, daß die Achse der Drehwelle 12 in einer im wesentlichen vertikalen Ebene liegt, d. h. in einer Richtung, die senkrecht zu der Achsenstellung der 2 und zu den Längsachsen der Unterbrechungseinheiten ist. In diesem Fall kann der die Welle 12 antreibende Motor am unteren Teil des Gehäuses 1 plaziert sein, während die Unterbrechungskontakte entsprechend in dem Gehäuse selbst angeordnet sind.

Dank ihrer kompakten Struktur und flexiblen Funktionsweise ist die so konzipierte Anlage besonders zur Verwendung in einer Schaltstation zum Übertragen und Verteilen elektrischer Leistung geeignet, und zwar sowohl bei einem dreiphasigen System mit einer Leiterschiene als auch bei einem dreiphasigen System mit zwei Leiterschienen, gemäß verschiedenen Anwendungskonfigurationen. Folglich betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Schaltstation zum Übertragen und Verteilen elektrischer Leistung, die mit einer dreiphasigen Stromversorgungsleitung verbunden und dadurch gekennzeichnet ist, daß sie zumindest eine Schaltanlage nach der Erfindung enthält.

Insbesondere ist es beispielsweise möglich, die Anschlüsse 11 (oder 13) und 13 (oder 11) am Eingang bzw. am Ausgang mit einer Phase einer Hauptstromversorgungsleitung zu verbinden und den Anschluß 2 mit einer Last, beispielsweise einem Leistungstransformator zu verbinden. Oder man kann den Anschluß 11 (oder 13) am Eingang mit der Phase der Stromversorgung, den Anschluß 13 (oder 11) mit einer Last und den Anschluß 2 am Ausgang mit der Phase verbinden. Eine weitere mögliche Alternative besteht darin, den Anschluß 2 am Eingang mit der Phase der Stromversorgung und die Anschlüsse 11 und 13 mit zwei entsprechenden Lasten, beispielsweise zwei Leistungstransformatoren zu verbinden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Schaltstation mit einem dreiphasigen Einzelschienensystem, das mehrere Schaltanlagen 200 gemäß der Erfindung verwendet, ist in den 4 und 5 dargestellt. Wie in diesen Figuren gezeigt, verwendet jede Phase 30 einer dreiphasigen Stromversorgungsleitung, an die die Schaltstation angeschlossen ist, zwei Schaltanlagen 200. Genauer gesagt ist eine erste Schaltanlage 200 mit einem Anschluß 11 am Eingang mit der Phase 30 der Stromversorgung verbunden, mit einem Anschluß 13 am Ausgang mit einem Leistungstransformator 31 verbunden und mit einem Anschluß 2 mittels einer luftisolierten Leiterschiene 50 mit dem entsprechenden Anschluß 2 der zweiten Anlage 200 verbunden. Die zweite Anlage 200 ist ihrerseits mit ihren Anschlüssen 11 und 13 (oder umgekehrt 13 und 11) jeweils am Ausgang mit der Phase 30 der der Stromversorgung bzw. mit einem Leistungstransformator 31 verbunden. Auf diese Weise sind zwei Sätze mit drei Anlagen 200 nebeneinander angeordnet, und zwar mit einer kompakteren Konfiguration als bekannte Schaltstationen. Diese Konfiguration wird noch kompakter dadurch, daß für jeden der beiden Sätze von drei Anlagen 200 die Buchse 40, die zu der zentralen Anlage 200 gehört, in einer im wesentlichen vertikalen Ebene angeordnet ist und die anderen beiden Buchsen 40, die zu den seitlich angeordneten Anlagen 200 gehören, in zueinander entgegengesetzte Richtungen bezüglich der zentralen Buchse ausgerichtet sind.

Ein weiterer beträchtlicher Vorteil besteht darin, daß die in der Schaltstation verwendeten Anlagen von der An mit einpoliger Betätigung sein können, bei der Betätigungsmittel an jeder einzelnen Phase vorgesehen sind, um den Trennvorgang auszuführen. Alternativ können sie von der An mit dreipoliger Betätigung sein, bei der die Energie zum Ausführen des Trennvorgangs an den drei Phasen der Anlage durch ein einziges Betätigungsmittel geliefert wird, das mechanisch mit den Trenneinheiten jeder einzelnen Phase gekoppelt ist. Ein Beispiel dafür ist schematisch in den 4 und 5 dargestellt, bei denen jeder der beiden Sätze aus drei Anlagen 200 einen einzigen Elektromotor 60 verwendet, vorzugsweise einen Servomotor. In diesem Fall ist der Motor 60 wie in 5 dargestellt an einer der seitlich angeordneten Anlagen 200 plaziert und mit den drei entsprechenden Trenneinheiten mittels einer einzigen Durchgangswelle 61 verbunden, auf denen die verschiedenen beweglichen Kontakte in geeigneter Weise angeordnet sind. Als Alternative kann der Motor 60 auch an der zentralen Anlage 200 angeordnet sein.

Außerdem kann ein ähnliches Betätigungssystem mit einer einzigen dreipoligen Betätigung auch zum Schalten der Unterbrechungseinheiten verwendet werden. In diesem Fall reicht es nämlich aus, zwei Motoren 10 zu verwenden, die an einer Anlage 200 angeordnet sind und von denen jede mit den Betätigungsstangen der beweglichen Kontakte dreier nebeneinander angeordneter Unterbrechungseinheiten mechanisch verbunden ist.

Die in den 4 und 5 dargestellte Schaltstation kann ferner implementiert werden, indem beispielsweise ein zusätzlicher Satz aus drei Anlagen 200 verwendet wird, die nebeneinander angeordnet und sequentiell mit den ersten beiden Sätzen der Dreiersätze, wie oben beschrieben, verbunden sind. Die Verbindung zwischen den Dreiersätzen kann ferner realisiert werden, indem statt der Schienen 30 Verbindungsvorrichtungen der bekannten An verwendet werden, die, falls notwendig, mit Unterbrechungseinheiten versehen sind.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Verbindung zwischen Paaren von Anlagen 200 realisiert werden, indem die Aufnahmebuchsen 40 und die Leiterschienen 30 durch metallverkleidete Kanäle ersetzt werden, so daß eine noch kompaktere metallverkleidete Struktur erzeugt wird, die eine verringerte vertikale Ausdehnung hat und folglich weniger auffällig ist. So ist es auch möglich, die luftisolierten Schienen zu eliminieren, was hinsichtlich der Wartung einen Vorteil mit sich bringt. In diesem Fall können die Anschlüsse 11 und 13, wie bei den vorstehend beschriebenen Konfigurationen, in den jeweiligen Buchsen 41 und 42 aufgenommen sein und auch mit den Phasen der Stromversorgung direkt durch Kabel statt durch luftisolierte Mittel verbunden sein.

Soll eine Schaltstation mit einem dreiphasigen System mit zwei Leiterschienen realisiert werden, so kann die Schaltanlage 200 sehr einfach modifiziert werden. In diesem Fall reicht es nämlich aus, einen vierten Verbindungsanschluß zu verwenden und die Trenneinheit mit einem zusätzlichen festen Kontakt, der mit dem vierten Anschluß verbunden ist, und optional mit einem weiteren beweglichen Kontakt auszustatten, der mit dem festen Kontakt gekoppelt werden kann. Der vierte Anschluß kann in einer Buchse aufgenommen sein, die in der Nähe der Buchse 40 angeordnet und mit einer Schiene 30 mit der entsprechenden Buchse der zweiten Anlage 200 verbunden ist, wie vorstehend beschrieben. In diesem Fall können zum Realisieren der Verbindungen zwischen den Paaren der Anlagen 200 metallverkleidete Kanäle anstelle der Aufnahmebuchsen und der Leiterschienen verwendet werden. Die in die Anlagen 200 eingehenden und daraus ausgehenden elektrischen Verbindungen können ferner durch luftisolierte Mittel, unter Verwendung der Buchsen, oder durch Kabelverbindungen realisiert werden.

Die so konzipierte Schaltanlage kann Modifikationen und Änderungen im Rahmen der anliegenden Ansprüche erfahren.


Anspruch[de]
  1. Gasisolierte Schaltanlage (200) für Hoch- und Mittelspannungsanwendungen, mit einem Gehäuse (1), das eine Trenneinheit (5), die mit einem ersten elektrischen Anschluß (2) elektrisch verbunden und in dem Gehäuse (1) in einer im wesentlichen zentralen Position angeordnet ist, und eine erste Unterbrechungseinheit (4) und zweite Unterbrechungseinheit (14) enthält, die mit der Trenneinheit (5) sowie mit einem zweiten elektrischen Anschluß (11) bzw. einem dritten elektrischen Anschluß (13) elektrisch verbunden sind, wobei die erste und die zweite Unterbrechungseinheit (4, 14) bezüglich der Trenneinheit (5) auf entgegengesetzten Seiten angeordnet sind.
  2. Schaltanlage (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinheit (5) einen ersten festen Kontakt (21), einen zweiten festen Kontakt (22) und einen dritten festen Kontakt (23), die mit dem ersten Anschluß (2) und mit der ersten bzw. der zweiten Unterbrechungseinheit (4, 14) verbunden sind, und zumindest einen beweglichen Kontakt (24) enthält, der mit zumindest einem der festen Kontakte (21, 22, 23) gekoppelt werden kann.
  3. Schaltanlage (200) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen ersten beweglichen Kontakt (24) enthält, der mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten festen Kontakt (21, 22, 23) gekoppelt werden kann, wobei der bewegliche Kontakt an einem rotierenden Betätigungselement (12) befestigt ist und sich starr mit diesem dreht, wobei die festen Kontakte (21, 22, 23) in der Drehebene des beweglichen Kontakts (24) liegen.
  4. Schaltanlage (200) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste bewegliche Kontakt (24) aus einem Messerkontakt mit einem sektorförmigen Profil besteht, auf das Betätigungselement (12) gesteckt ist und im wesentlichen senkrecht zur Drehachse dieses Schaltelements (12) liegt.
  5. Schaltanlage (200) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinheit (5) einen vierten festen Kontakt (25) enthält, der geerdet ist.
  6. Schaltanlage (200) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinheit (5) einen zweiten beweglichen Kontakt (26) enthält, der mit dem vierten festen Kontakt (25) gekoppelt werden kann, wobei der zweite bewegliche Kontakt (26) an dem Betätigungselement (12) befestigt ist und sich starr mit diesem dreht und der vierte feste Kontakt (25) in der Drehebene des zweiten beweglichen Kontakts (26) angeordnet ist.
  7. Schaltanlage (200) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste bewegliche Kontakt (24) und der zweite bewegliche Kontakt (26) so an dem Schaltelement (12) befestigt sind, daß sie sich in zwei unterschiedlichen Drehebenen drehen.
  8. Schaltanlage (200) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Betätigungselement (12) durch einen Elektromotor angetrieben wird.
  9. Schaltanlage (200) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungseinheiten (4, 14) jeweils eine Trennkammer (3) enthalten, die einen festen Kontakt (6) und einen beweglichen Kontakt (7) aufnimmt, der wirkungsmäßig durch die Betätigungsmittel gesteuert wird, wobei die Längsachse der Trennkammer (3) im wesentlichen rechtwinklig zu der Drehachse des Betätigungselements (12) angeordnet ist.
  10. Schaltanlage (200) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmittel einen Servomotor enthalten.
  11. Schaltanlage (200) nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Betätigungselement (12) so positioniert ist, daß seine Drehachse in einer im wesentlichen horizontalen Ebene liegt.
  12. Schaltanlage (200) nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Betätigungselement (12) so positioniert ist, daß seine Drehachse in einer im wesentlichen vertikalen Ebene liegt.
  13. Schaltstation zum Übertragen und Verteilen elektrischer Leistung, die zum Verbinden mit einer Stromversorgungsleitung mit drei Phasen (30) geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest eine Schaltanlage (200) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche enthält.
  14. Schaltstation nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie für jede Phase (30) der Stromversorgungsleitung eine erste Schaltanlage (200) und eine zweite Schaltanlage (200) enthält, wobei die erste Schaltanlage (200) einen ersten elektrischen Anschluß (2), der mit einem ersten Anschluß (2) der zweiten Anlage (200) verbunden ist, einen zweiten elektrischen Anschluß (11) der am Eingang mit einer Phase (30) der Stromversorgung verbunden ist, und einen dritten elektrischen Anschluß (13) hat, der mit einem ersten Leistungstransformator (31) verbunden ist, wobei die zweite Anlage (200) einen zweiten elektrischen Anschluß (11), der am Ausgang mit der Phase (30) der Stromversorgung verbunden ist, und einen dritten elektrischen Anschluß (13) hat, der mit einem zweiten Transformator (31) verbunden ist.
  15. Schaltstation nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, der zweite und der dritte elektrische Anschluß (2, 11, 13) in einer ersten, einer zweiten bzw. einer dritten Buchse (40) aufgenommen sind und daß der erste Anschluß (2) der ersten Anlage (200) mittels einer luftisolierten Leiterschiene (50) mit dem ersten Anschluß (2) der zweiten Anlage (200) verbunden ist.
  16. Schaltstation nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltanlagen (200) in zwei Sätze bestehend aus drei nebeneinander angeordneten Anlagen (200) unterteilt sind, wobei die erste Buchse (40) der Anlage (200), die zentral in dem Dreiersatz positioniert ist, in einer im wesentlichen vertikalen Ebene angeordnet ist, während die ersten Buchsen (40), die zu den beiden seitlich angeordneten Anlagen (200) des Dreiersatzes gehören, in zueinander entgegengesetzte Richtungen bezüglich dieser vertikalen Ebene ausgerichtet sind.
  17. Schaltstation nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anschluß (2) der ersten Anlage (200) mit dem ersten Anschluß (2) der zweiten Anlage (200) durch einen metallverkleideten Kanal verbunden ist.
  18. Schaltstation nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie für einen Satz aus drei Schaltanlagen (200) einen einzigen Elektromotor (60) enthält, der dazu geeignet ist, die drei entsprechenden Trenneinheiten (5) zu betätigen.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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