DE1665665A1

DE1665665A1 - Multipole high voltage electrical switchgear

Info

Publication number: DE1665665A1
Application number: DE19661665665
Authority: DE
Inventors: Willy Olsen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-06-29
Filing date: 1966-06-29
Publication date: 1971-03-25
Also published as: CH458488A; FR1530780A

Description

Mehrpolige elektrische Hochspannungsschaltanlage. Es ist bekannt, mehrpolige Hochspannungsschaltanlagen mit einer einpoligen Kapselung für die Hochspannung führenden Teile der einzelnen Geräte, wie Leistungsschalter, Trennschalter, Wandler usw., zu versehen. Dielte einpolige Kapselung hat man auch für die dem Leistungsschalter zugeordneten Hilfsaggregate beibehalten, die in einem eür jeden Schalterpol gesonderten Gehäuse untergebracht werden. Im Gegensatz zu der vorstehend geschilderten Bauweise ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Pole des Leistungsschalters in an sich bekannter Weise ein gemeinsames Grundgestell aufweisen und mit diesen übler flexible Glieder verbunden sind. Hierdurch erhält man eine erhebliche .bauliche Vereinfachung, wie später näher erläutert wird. Außerdem werden dabei die lnschlußstellen der Leistungs Schalterpole bei Bewegungen der Kapselung, z.B. durch Wärmedehnungen, nur mit einem Teil des Scha ltergewichtes beansprucht. Das schwere Grundgestell braucht den Bewegungen nicht zu folgen.Multipole high voltage electrical switchgear. It is known, multi-pole high-voltage switchgear with a single-pole encapsulation for the high voltage leading parts of each device, such as circuit breakers, disconnectors, converters etc., to be provided. The single-pole encapsulation is also used for the circuit breaker Maintain associated auxiliary units, which are in a separate for each switch pole Housing can be accommodated. In contrast to the construction described above is provided according to the invention that the poles of the circuit breaker in itself known way have a common base frame and with these bad flexible links are connected. This results in a considerable structural Simplification, as will be explained in more detail later. In addition, the connection points the power switch poles when the enclosure moves, e.g. due to thermal expansion, stressed only with part of the weight of the switch. The heavy base frame does not need to follow the movements.

Es ist zwar seit langen bekannt, mehrpolige Leistungsschalter in normaler Bauweise, daß heißt ohne geerdete Metallkapselung, mit einem gemeinsamen Fahrgestell zu versehen, das die einzelnen Pole trägt. Dies ist aber deshalb nicht mit der Erfindung zu vergleichen, ereil die Anschlußleitungen solcher normaler Schalter entweder von Haus aus flexibel sind oder bei der iK:ontage leicht angepaßt werden können. Jedenfalls können dort-die Schalterpole ohne *eiteres in Bezug auf das gemeinsame ausgerichtet iierden.Although it has long been known to use multi-pole circuit breakers in normal Construction, that is, without an earthed metal enclosure, with a common chassis to be provided that carries the individual poles. However, this is not the case with the invention to compare, the connection lines of such normal switches overtake either of Haus aus are flexible or can be easily adapted to the iK: ontage. In any case can there-the switch poles without any * more pus aligned in relation to the common iierden.

Bei gekapselten Hochspannungsachaltanlagen, wie sie Gegenstand der Erfindung sind, ist die Kapselung dagegen so starr, daB eine Einstellung der Kapselung in Bezug auf die Schalterpole praktisch ausgeschlossen ist. Deshalb müsaen die Schalterpole nach der Kapselung der übrigen Anlagenteile orientiert werden. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß die Polsäulen der bekannten umgekapselten Schalter ni /gemeinsamen Fahrgestell starr verbunden sind, während bei der Erfindung eine Abstützung über flexible Glieder vorhanden ist. Dadurch erhält mag. trotz des gemeinsamen Grundgestells eine Anpassungsmöglichkeit der Pole an die Kapselung der an den Leistungsschalter angeschlossenen Geräte. 4 Die flexiblen Glieder können vorteilhaft eine federnde Abstützung sein, die lediglich das Gewicht der Leistungsschalterpale mit ihrer einpoligen Kapselung aufnimmt. Zweckmäßig nacht man die Federung einstellbar-Das gemeinsame Grundgestell gestattet es, die beweglichen Schal tstücke der Pole besonders günstig von einer geneinsamen @ntriebcwelle aus zu betätigen. Dies geschieht über kugelgelenkähnliche gelagerte,. in der hänge einstellbare Zwischenstücke, die trotz der gemeinsamen Antriebsgrelle die wegen der Kapselung erforderliche unabhängige Einstellung der Pole voneinander gestatten.-Eine bevorzugte Ausführungsformaler Erfindung besteht darin, daß das Grundgestell als--Pult ausgebildet ist und das Schalt-Bild für das dem Leistungsschalter zugeordnete Feld trägt. Die Pultform ist insbesondere für Anlagen mit einer Druckgasisclierung vorteilhaft, weil indem Pult viel Raum zur Verfügung steht, so daß darin ohne Schwierigkeiten die Organe zur Drucküberwachung und Druckregelung untergebracht werden können. Daneben kann das Pult Steuerorgane für alle Schälterpole des Feldes, also nicht nur die leistungaschalterpole, sondern die zugehörigen Trennschalter, Jrdungss.chalter usw., aufnehme. Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei ist der Einfachheit halber nur der Leistungsschalter einer druckgasisohcten metallgekapselten Hochspannungsschaltanlage in Fig.1 in einer Seitenansicht und in Pig. 2.--in einer Vorderansicht gezeichnet.In the case of encapsulated high-voltage substations, as they are the subject of the invention, on the other hand, the encapsulation is so rigid that it is practically impossible to adjust the encapsulation in relation to the switch poles. Therefore, the switch poles must be oriented after the encapsulation of the other parts of the system. Another difference is that the pole columns of the known encapsulated switch ni / common chassis are rigidly connected, while in the invention there is a support via flexible members. This gives likes. Despite the common base frame, the poles can be adapted to the encapsulation of the devices connected to the circuit breaker. 4 The flexible members can advantageously be a resilient support that only takes up the weight of the circuit breaker shell with its single-pole encapsulation. Expediently, the suspension can be adjusted - the common base frame allows the movable switching pieces of the poles to be actuated particularly cheaply from a common drive shaft. This is done via ball-and-socket-type bearings. in the hanging adjustable spacers, which allow the necessary independent setting of the poles from each other despite the common drive noise Field carries. The desk form is particularly advantageous for systems with a pressure gas system, because the desk provides a lot of space so that the organs for pressure monitoring and pressure control can be accommodated in it without difficulty. In addition, the desk can accommodate control elements for all switch poles in the field, i.e. not just the power switch poles, but the associated disconnectors, junction switches, etc. To explain the invention in more detail, an exemplary embodiment is described below with reference to the drawing. For the sake of simplicity, only the circuit breaker of a pressurized gas-insulated metal-encapsulated high-voltage switchgear is shown in FIG. 1 in a side view and in Pig. 2nd - drawn in a front view.

Von der Kapselung der Anlage sind nur die beiden I:2etallrohre 1 und 2 zu seheng die mit der Leistungsschalter 3 über Metallflansche starr verbunden sind. Die Rohre 1,2 enthalten Schwefelhexafluoriw (SF6) unter einem geringen Überdruck von beispielsweise 1 at. Di#,-durch vrerdel- die Abmessungen der in den Rohren angeordneten Trennschalter,-Wandler usw., klein gehalten.Only the two I: 2 metal pipes 1 and 2 can be seen which is rigidly connected to the circuit breaker 3 via metal flanges are. The pipes 1,2 contain sulfur hexafluoriw (SF6) under a slight overpressure of, for example, 1 at. Di #, - by vrerdel- the dimensions of the arranged in the tubes Isolating switches, converters, etc., kept small.

Der dreipolige Leistungsschalter 3 ist ein Druckgasschalter, der ebenfalls SF6 enthält. Das Gas wird hier aber nicht nur als Isoliermittel sondern in einen geschlossenen Gaskreis auch als Lösch- mittel verwendet, wie an sich bekannt ist. Die Schaltstrecke jedes Poles ist in einem länglichen Metallbehälter 4 untergebracht, der den Niederdruckraum des G skreises bildet. Sein Druck bet:4'gt 2,5 atü. Der längliche Behälter izgt mit den Rohren 1 und 2 über Hohrstutzen 5 und 6 verbunden, die die nicht darge,telltcn Anschlußstücke des Schalters umgeben.The three-pole circuit breaker 3 is a compressed gas switch that also contains SF6. The gas is used here not only as an isolating agent but also as an extinguishing agent in a closed gas circuit, as is known per se. The switching path of each pole is housed in an elongated metal container 4, which forms the low-pressure space of the G skreis. Its pressure bet: 4'gt 2.5 atm. The elongated container is connected to the pipes 1 and 2 via Hohrstutzen 5 and 6, which surround the not shown, telltcn connecting pieces of the switch.

Am unteren Ende des Behälters 4 sind zwei Rohrstücke 8 und 9 mit kleiner werdendem Durchmesser angeschweißt, die eine im Behäl-, ter liegende, nicht dargestellte Antriebsstange zur Betätigung der Schaltstücke des Schalters umgeben. Die Antriebsstange wird über eine Kurbel in Bestregung gesetzt, die mit einer_Vielle 10 in einem rechtwinklig zum Rohrstück 9 verlaufenden Rohrstutzen-11 gelagert ist. An der Welle 10 greift außerhalb des Rohrstutzens 11 ein Hebel 12 an, der über eine Kuppelstange 13 mit einer Winkelhebel 14 verbunden ist. Der Winkelhebel sitzt auf einer Antriebswelle 15, die für alle drei Schalterpole des Leistungsschalters gemeinsam i,-t. Die Antriebswelle 15 ist über eine Kuppelstange 16 mit der Kurbel 17 eines' einzigen hydraulischer. Antriebsaggregats 18 verbunden. Sie trägt ferner an jeden Winkelhebel 14 eine Stange 19 zur Betätigung des Blasventils jedes Poles.At the lower end of the container 4, two pipe pieces 8 and 9 are smaller are welded to the diameter, the one lying in the container, ter, not shown Actuator stem for actuation the contact pieces of the switch. The drive rod is energized via a crank, which is connected to a_Vielle 10 is mounted in a pipe socket 11 running at right angles to the pipe section 9. On the shaft 10 engages outside of the pipe socket 11, a lever 12, which has a Coupling rod 13 is connected to an angle lever 14. The angle lever sits on a drive shaft 15 common to all three switch poles of the circuit breaker i, -t. The drive shaft 15 is via a coupling rod 16 with the crank 17 of a ' single hydraulic. Drive unit 18 connected. It also bears on everyone Angle lever 14 a rod 19 for actuating the blow valve of each pole.

Das Antriebsaggregat 18 sitzt-in einem ebenfalls für die Schalterpole gemein2amen Grundgestell 20, da, aus einem puliförmigen Teil 21 mit einem unter den Behälter 4 greifenden Vorsprung 22 besteht. Das Grundgestell ist aus einen 2rofileisenrahmen aufgebaut, der mit @BZechplatten verkleidet ist. An der Vord.:r,eite 23 des Teiles 21 sind Türen 24 vorgesehen. Auf der Oberseite 25 des Vorsprunges 22 ist für jeden Pol eine angebracht aus Tellerfedern bestehende federnde Abstützung 26/, die das Ge- wicht des Schalterpoles, in. wesentlichen also des Behälters 4, aufnimmt. Die Höhe des Federstapels 26 kann z.B. Mit einen Handrad eingestellt werden, so daß das Gftlictit der Leistun$sschalterpole die Rohre 1 und 2 praktiuch n-cht beansprucht. Ztvisehen der Abstützung 26 und .der Oberseite 25 des Vorsprunges 22 sorgt eine zwischen zwei gehärteten Stahlplatten angeordnete Kugel 27 für eine reibungsarme Bewegungsmöglichkeit in horizontaler Richtung. Zu den gleichen Zweck sind auch die Antriebsglieder 12 bis 17 der Schalterpole in seitlicher Eichtung durch eine kugelgelenkähnliche Lagerung, insbesondere durch Tonnenlager, beweglich ausgebildet und/oder in ihrer-Länge einstellbar. In der Oberseite 25 des Teils 22 ist ferner ein flexibler Bohranschluß 28 angeordnet, der z.B. aus einem Wellrohr besteht und jeden der Behälter 4. mit einen in Grundgestell 20 eingebauten gemeinsamen Niedrucksammelr ohr 29 verbindet.The drive unit 18 sits in a base frame 20, which is also common for the switch poles, since it consists of a pulp-shaped part 21 with a projection 22 that engages under the container 4. The base frame is made up of a 2-profile iron frame, which is clad with @BZechplatten. Doors 24 are provided on the front side 23 of the part 21. On the top 25 of the projection 22 is one for each pole appropriate resilient support 26 / consisting of disc springs, which weight of the switch pole, so essentially of the container 4, takes up. The height of the spring stack 26 can be adjusted with a handwheel, for example, so that the conduction of the power switch poles practically does not stress the tubes 1 and 2. In addition to the support 26 and the upper side 25 of the projection 22, a ball 27 arranged between two hardened steel plates ensures low-friction movement in the horizontal direction. For the same purpose, the drive elements 12 to 17 of the switch poles are also designed to be movable in the lateral direction by means of a ball-and-socket joint-like mounting, in particular by means of barrel bearings, and / or their length is adjustable. In the upper side 25 of the part 22, a flexible drilling connection 28 is also arranged, which consists, for example, of a corrugated pipe and each of the containers 4 connects to a common low-pressure collector tube 29 built into the base frame 20.

An der der Anlage (Rohr 1, 2) abgekehrten Seite jedes-Behälters 4 ist über ein Rohrstück 30 ein Hochdruckkessel 31 angebracht, der Schwefelhexafluorid unter einen Druck von 15 at enthält. Der Kessel 31 steht über eine Rohrleitung 32, in deren Verlauf ein flexibler Metallbalg vorgesehen sein kann, mit einen in den Grundgestell 20 untergebrachten Kompressor 33 in Tierbindung.On the side of each container 4 facing away from the system (pipe 1, 2), a high-pressure vessel 31 is attached via a pipe section 30, which contains sulfur hexafluoride under a pressure of 15 atm. The boiler 31 stands on a pipeline 32, in the course of which a flexible metal bellows can be provided, with a compressor 33 housed in the base frame 20 in animal connection.

Die Saugseite des Kompressors ist über eine Zeitung 35 an das Niederdruckammelrohr 29 angeschlossen. Dadurch ergibt sich ein geschlossener Gaskreis für die Schalterpole, den das SF6 in folgender Weise durchläuft: Zum Ausschalten wird über die Stange 19 das nicht dargestellte Blasventil geöffnet, das beispielsweiae im Rohr 30 sitzt. Daraufhin strömt da; Hochdruckgas aus-den. Kessel 31 zur Schaltstrecke im Behälter 4 und bebläst dort den Ausschaltlichtbogen. Das Gas erhöht den Duck in diesem Behälter, so maß der im Grundgestell 20 vorgesehene Kompressor 33 in Gang gesetzt wird. Dieser Kompressor ist für die drei Schalterpole geneinsam. Er saugt das Gas aus den drei Behältern 4 über das.Samnelrohr 29 an und drückt es über Filter-in einen Verteiler, der die Rohre 32 zu den einzelnen Kesseln 31 der Schalterpole speist.* Das gemeinsame puitförmige Grundgestell 20 bietet viel mehr Platz als drei einpolige Grundgestelle. Deshalb. kann in ihn ohne weiteres außer der Antriebsaggregat 18 und @m Korpres@-r 33 ein Schaltfehlerschutzgerät 40. untergebracht merden, das die.Steuerung und Verriegelung aller den Leistungsschalter 3 zugeordneten Schalter der Anlage, vor allem-der Trenn- und F:rdungsschalter, ermöglicht. Das Schaltfehlerschutzgerät kann, wie Fig. 1 zeigt, in die Oberseite 41 des Teiles 21 so eingesetzt werden, maß die Bedienungsorgane . und Schal tstellungsanzeiger in einen Schaltbild 42 auf der Oberseite 41 er schei l:en (r ig . 2). rig. 2 Läßt ferner erkennen, maß in die Oberseite 41 des pultförmigen Teiles 21 die Steuerorgane fir den Kompressor für- den -Gaskreis des Leistungsschalters und die Organe zur Drucküberwachung und -regeleng des Gases der Schaltanlage bei 43 eirge- ' setzt sind. Die Steuerorgene ragen mit ihren z.ß. als Druckknopf ausgeführten Betätigungsgliedern durch die Oberseite 41 hindurch.The suction side of the compressor is connected to the low-pressure manifold 29 via a newspaper 35. This results in a closed gas circuit for the switch poles, which the SF6 passes through in the following way: To switch off, the blow valve (not shown) is opened via the rod 19, which is seated in the pipe 30, for example. Thereupon flows there; Off high pressure gas. Boiler 31 to the switching path in container 4 and there blows the switch-off arc. The gas increases the pressure in this container, so the compressor 33 provided in the base frame 20 is started. This compressor is common for the three switch poles. It sucks in the gas from the three containers 4 via das.Samnelrohr 29 and presses it through a filter into a distributor, which feeds the pipes 32 to the individual tanks 31 of the switch poles. * The common puit-shaped base frame 20 offers much more space than three single-pole base frames. That's why. In addition to the drive unit 18 and 33, a switching fault protection device 40 can be accommodated in it without further ado, which controls and locks all the switches of the system assigned to the circuit breaker 3, especially the disconnector and grounding switch. enables. The switching fault protection device can, as FIG. 1 shows, be inserted into the upper side 41 of the part 21 in such a way as to measure the operating elements. and switch position indicator in a diagram 42 on top 41 he l: en (Fig. 2). rig. 2 also shows that the control elements for the compressor for the gas circuit of the circuit breaker and the elements for monitoring and regulating the pressure of the gas in the switchgear at 43 are set in the upper side 41 of the desk-shaped part 21. The tax concerns protrude with their z.ß. actuating elements designed as pushbuttons through the upper side 41.

Über dem Antriebsaggregat 18 ist in der Oberseite 41 ein aufklappbarer Deckel 44 angeordnet,. der bei Bedarf eine große Montageöffnung freigibt. Zusätzlich sind das Antriebsaggregat 18 und der Koripressor 33 zur Erleichterung der Wartung als Einschubelemente ausgebildet. Sie können nach der Dösen d=er Ar_-schlüsse mit Rollen 45- aus dem Grundgestell herausgefahrer.A hinged cover 44 is arranged above the drive unit 18 in the upper side 41. which releases a large assembly opening if necessary. In addition, the drive unit 18 and the coripressor 33 are designed as slide-in elements to facilitate maintenance. After dozing, you can pull out the locks with rollers 45- out of the base frame.

wer d er...who the he ...

Bei der Montage der Anlage wird das Grundgestell 20 mit den Anlagenteilen in den Rohren 1, 2 fest verbunden, so daß die dorthin führendenbervrachurgsleitungen, Bedienung so=gane usw., fest verlegt werden können. Auch bei der Warturg des Lei@,turgsschalters bleibt das Grundgestell 20 stehen. Nur die Behälter 4, die wegen der einpoligen Bauvieioe verhältnismäßig leicht sind , werden-bei Bedarf abgebaut.-When assembling the system, the base frame 20 with the system parts firmly connected in the pipes 1, 2, so that the overhead lines leading there, Operation so = gane etc., can be permanently relocated. Also at the Warturg des Lei @, turgsschalters the base frame 20 remains. Only the container 4, because of the unipolar Bauvieioe are relatively light, are dismantled if necessary.

Claims

P atentanspr ü -che 1.) Multi-pole electric Hochaparnungaschaltanlage with a single-pole enclosure for the high voltage-carrying parts of the individual devices such as circuit breakers, disconnectors, converter us1r., Characterized in that the poles (Case 4) of the circuit breaker (3) in-an have a common base frame (20) in a known manner and are connected to this via flexible members (26). 2.) High-voltage switchgear-according to claim 1, kern ° is characterized by a resilient support (26) of the poles. 3 3.) High-voltage switchgear according to claim. 1 or 2, characterized in that @ the movable contact pieces of the poles are actuated by a common drive shaft (15) via length-adjustable spacers (12, 13, 14) mounted like ball joints. 4.) High-voltage switchgear according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the base frame (20) is designed as a lult and carries the circuit diagram (42) for the field assigned to the circuit breaker (3). 5. ) High-voltage switchgear according to claim 4, characterized draws that the desk (20) 2 control elements for all switches of the VeId e; 0 contains.

6.) High-voltage switchgear with Druckgasiselierung, characterized in that the desk contains the organs for pressure monitoring and control.