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Hochspannungsschaltanlage Es ist bekannt, metallgekapselte Hochspannungsschaltanlagen in der Weise herzustellen, dass alle Hochspannung führenden Teile mit einer Umhüllung aus verfestigtem Isoliermaterial, vorzugsweise aus Giessharz, versehen sind. Auf der Giessharzumhül- lung sitzt die Metallkapselung, die im allgemeinen geerdet ist. Solche Anlagen bestehen aus mehreren Bauteilen. Zwischen den Bauteilen sind Kupplungsfugen vorgesehen. Die Kupplungsfugen sind mit einer Flüssigkeit hoher dielektrischer Festigkeit gefüllt.
Durch die Flüssigkeit sollen Lufteinschlüsse vermieden werden, die bei hohen Feldstärken Entladungserscheinungen verursachen würden und zur Zerstörung der Isolierung führen könnten.
Erfindungsgemäss wird die Sicherung einer solchen Anlage durch eine Verriegelungsvorrichtung verbessert, die mit einer Fuge in Verbindung steht, wobei Einrichtung und Fuge derart angeordnet sind, dass die Einrichtung beim Füllen der Fuge ebenfalls mit der Flüssigkeit gefüllt wird und bei welcher Einrichtung zum Verriegeln bzw. Entriegeln dienende Kräfte durch die Flüssigkeit in der Verriegelungs- einrichtung übertragen werden. Durch die Erfindung wird die Überwachung der Betriebssicherheit der Anlage bedeutend vereinfacht. Die Kontrolle der Fugenfüllung wird durch die Ve,rriegelungseinrichiung selbsttätig vorgenommen.
Die Verriegelungseinrich- tung kann z. B. so wirken, dass die Anlage ausser Betrieb genommen wird, wenn die Flüssigkeit in den Fugen nicht mehr ausreicht. Man kann aber auch zunächst lediglich Warnsignale vorsehen, beispielsweise dann, wenn die Fugenflüssigkeit nur so langsam entweicht, dass der Betrieb noch eine gewisse Zeit ohne Beeinträchtigung weitergeführt werden kann. Neben den vorgenannten Aufgaben einer ständigen Überwachung hat die Erfindung für das Einschalten der Anlage besondere Bedeutung. Durch die Verrie- gelungseinrichtung kann dafür gesorgt werden, dass das Einschalten nur bei ausreichender Füllung der Fugen möglich ist.
Um Kräfte durch die Flüssigkeit übertragen zu können, ist die Verriegelungseinrichtung zweckmässig mit zwei Kolben versehen. Mit dem einen Kolben wird ein Druck auf die Flüssigkeit ausgeübt. Dieser Druck wird von der Flüssigkeit auf einen zweiten Kolben übertragen. Dabei können mit ausreichend grossen Kolbenflächen beträchtliche Kräfte übertragen werden, ohne dass ein grosser Druck auf die Flüssigkeit ausgeübt werden muss. Statt der erwähnten Kolben können auch Membranen verwendet werden. Besonders zweckmässig ist es, Kolben zu verwenden, die mit Hilfe eines Balges abgedichtet sind.
Die Kolben sorgen dabei für die Führung und Kraft- übertragung, der Balg für die Dichtung des Kolbens gegenüber dem den Kolben führenden Gehäuse. Zu diesem Zweck wird der Balg mit seinem einen Rand am Kolben und mit seinem anderen Rand an dem Gehäuse befestigt.
Die über die Flüssigkeit zu übertragenden Kräfte richten sich nach den Aufgaben, die die Verriegelung zu erfüllen hat. Z. B. ist es möglich, den die Flüssigkeit unter Druck setzenden Kolben durch eine Feder zu belasten, während der vom Druck der Flüssigkeit beaufschlagte Kolben ebenfalls gegen eine Feder bewegt wird. Diesen bewegten Kolben kann man mit Kontakten versehen, die je nach der Stellung des Kolbens geöffnet oder geschlossen werden. Mit einer solchen Anordnung kann beispielsweise ein vorgegebener Druck der Isolierflüssigkeit, der eine ausreichende Füllung mit Isolierflüssigkeit voraussetzt, überwacht werden.
Bei dieser Anordnung kann durch einfache Zeitglieder dafür gesorgt werden, dass bei
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einem plötzlichen Druckabfall die Anlage sofort ausgeschaltet wird, bei einem langsamen Absinken des Druckes hingegen zunächst nur ein Warnsignal gegeben wird. Bei dieser Art der Verriegelungsanordnung ist vorausgesetzt, dass die Fuge vollständig mit Iso- lierflüssigkeit gefüllt ist und für sich abgeschlossenen Raum bildet. Dabei ist es gleichgültig, wo die Ver- riegelungseinrichtung angeordnet ist, da sich ohne Flüssigkeit kein Druck aufbauen lässt.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Ver- riegelungseinrichtung oberhalb der Fuge anzuordnen. In diesem Fall kann man auch ohne ständigen Druck in der Isolierflüssigkeit auskommen. Deshalb ist es möglich, oberhalb der Verriegelungseinrichtung ein Ausgleichsgefäss für die Flüssigkeit vorzusehen, das über die Verriege.lungseinrichtung mit der Fuge in Verbindung steht. Dieses Ausgleichsgefäss kann mit seinem oberen Bereich mit der Aussenluft in Verbindung stehen und die beispielsweise bei Temperaturschwankungen auftretenden Volumenänderungen der Fuge ausgleichen.
Dabei erhält man einen einfachen Aufbau, wenn das Gehäuse der Verriege- lungseinrichtung zugleich als Ausgleichsgefäss ausgebildet ist.
Um auch bei den vorgenannten Anlagen mit einem Ausgleichsgefäss die zum Verriegeln bzw. Entriegeln nötigen Kräfte über die Flüssigkeit übertragen zu können, ist es zweckmässig, beim Entriegeln zunächst das Ausgleichsgefäss von der mit Flüssigkeit gefüllten Fuge abzusperren. Man kann dann ebenso wie bei den vorher erwähnten vollständig geschlossenen Fugen bei Bedarf grosse Drücke und damit auch entsprechend grosse Kräfte aufbringen. Auf diese Absperrung kann aber unter Umständen auch verzichtet werden, insbesondere dann, wenn die Ve.r- riegelungskräfte nur durch kurzzeitige Stösse übertragen werden.
In diesem Fall kann man ein Hinausdrücken der Fugenflüssigkeit in das Ausgleichsgefäss in ausreichendem Masse durch eine Drosselstelle verhindern, die zwischen .der Verriegelungseinrichtung und dem Ausgleichsgefäss vorgesehen ist.
Das Absperren des Ausgleichsgefässes kann beispielsweise bei einer mit Kolben arbeitenden Verrie- gelungseinrichtung dadurch erfolgen, dass der einen Druck auf die Flüssigkeit ausübende Kolben als Schieber ausgebildet ist. Bei seiner Bewegung verdeckt dieser Kolben dann zunächst die zu dem Ausgleichs- gefäss führende Leitung. Danach wird dann der Druck aufgebracht, der den anderen Kolben bewegt.
Die Erfindung kann mit Vorteil für mehrere Fugen vorgesehen werden. Durch die zuerst genannte Verrie- g Cr elungseinrichtung, bei der die Fugenflüssigkeit ständig unter einem bestimmten Druck steht, kann ohne weiterzs eine grössere Anzahl Fugen gleichzeitig überwacht werden. Dabei ist es von untergeordneter Bedeutung, wie die Fugen räumlich zueinander angeordnet sind.
Bei einer Anlage, bei der Ausgleichsge- fässe für die Fugen vorgesehen sind, und bei der die Verriegelungseinrichtung oberhalb der Fugen sitzt, ist es dagegen zweckmässig, nur für übere:inanderliegende Fugen eine gemeinsame Verriegelungseinrichtung vorzusehen, weil sich sonst unter Umständen Luftsäcke bilden könnten.
Wie bereits erwähnt, kann die Verriegelungsein- richtung dazu dienen, das Einschalten der Anlage ohne ausreichende Fugenfüllung zu verhindern. In dieser Weise kann die Erfindung mit besonderem Vorteil bei Anlagen verwendet werden, bei denen sog. Trennanordnungen vorgesehen sind. Diese Trennanordnungen werden an herausnehmbaren Geräten, beispielsweise Leistungsschaltern, angeordnet. Sie bestehen aus zwei gegeneinander verschiebbaren Teilen. Beim Herausnehmen des Gerätes folgt der dem Gerät zugeordnete Teil unter der Wirkung einer Feder dem Gerät nach. Dadurch wird beim Herausnehmen des Gerätes selbsttätig eine Trennstrecke geschaffen. Das Herausnehmen des Gerätes kann daher völlig gefahrlos erfolgen.
Um zu erreichen, dass auch das Einsetzen des Gerätes ohne Gefahr für das Bedienungspersonal vorgenommen werden kann, ist in Weiterbildung der Erfindung an dem dem herausnehmbaren Gerät zugeordneten Teil der Trennanordnung eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen, die auf eine mechanische Sperre an der Trennanordnung wirkt. Durch diese Sperre ist dafür gesorgt, dass das Einschalten der Trennanordnung nur erfolgen kann, wenn alle Fugen in dem Bereich der Anlage, der durch das Einschalten der Trennanordnung unter Spannung gesetzt wird, mit Isolierflüssigkeit gefüllt sind.
Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Figuren Ausführungsbeispiele dargestellt.
In Fig. 1 ist etwas vereinfacht eine metallgekap- selte Hochspannungsschaltanlage dargestellt. Sämtliche Hochspannung führenden Teile der Anlage, wie beispielsweise die mit 1 bezeichneten Sammelschienen, sind mit der Umhüllung 2 aus Giessharz umgeben. Auf der Giessharzumhüllung sitzt die Metall- kapselung 3. Die Metallkapselung ist geerdet.
Von den Sammelschienen 1 führt eine Trennanordnung 6 zu einem Leistungsschalter 7. Unterhalb des Leistungsschalters ist eine zweite Trennanordnung 8 vorgesehen, die zu einem Kabelabgang 9 führt. Die Trennanordnungen 6 und 8 bestehen aus zwei gegeneinander beweglichen Teilen 10 und 11. Die Teile werden durch nicht dargestellte Federn auseinandergedrückt. Deshalb folgen die dem Leistungsschalter 7 zugeordneten Teile 11 der Trennanordnung 6 bzw. 8 dem Leistungsschalter beim Herausnehmen zunächst ein Stück. Dadurch wird selbsttätig eine Trennstrecke geschaffen, die den gefahrlosen Ausbau des Leistungsschalters gestattet.
Zwischen den einzelnen Teilen der Hochspannungsschaltanlage sind, wie bei 12 angedeutet ist, Fugen vorgesehen. Die Fugen sind mit einer Flüssigkeit hoher dielektrischer Festigkeit, im Ausführungsbeispiel mit Öl, gefüllt. Beim Ausführungsbeispiel sind unterhalb, in der Mitte und oberhalb des Leistungsschalters Fugen 12 vorgesehen. Die Fugen sind durch eine Leitung 15 miteinander verbunden. Sie können
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deshalb gemeinsam gefüllt werden. Dabei erfolgt der Anschluss der Fülleitung an dem mit 16 bezeichneten Hahn. Oberhalb der obersten Fuge ist ein Aus- gleichsgefäss 18 vorgesehen.
Zwischen dem Ausgleichsgefäss und der obersten Fuge ist eine Verriegelungseinrichtung 20 angeordnet. Die Verriegelungseinrichtung ist an dem dem Leistungsschalter zugeordneten Teil 11 der Trennanordnung 6 befestigt. Sie sorgt dafür, dass die Trennanordnung 6 nur eingelegt werden kann, wenn die Fugen 12 am Leistungsschalter mit der Flüssigkeit gefüllt sind.
Die Verriegelungseinrichtung 20 ist in den Fig. 2, 3 und 4 näher dargestellt. Sie besteht aus einem Gehäuse 21, in dem zwei Kolben 22 und 23 vorgesehen sind. In die Kolben sind Metallbälge 24 bzw. 25 mit ihrem einen Ende eingelötet. Das andere Ende der Metallbälge ist an zwei Endstücken 26 bzw. 27 befestigt. Die Endstücke werden durch überwurf- muttern 28 bzw. 29 gegen das Gehäuse 21 gepresst. Dabei sind Dichtungen 30, 31 vorgesehen, die einen vollständig dichten Abschluss ermöglichen.
Der Kolben 22 weist eine Stange 34 auf, an deren Ende ein Knopf 35 befestigt ist. Durch eine Feder 36 wird der Knopf und über die Stange 34 auch der Kolben 22 nach links gedrückt. Der Kolben 23 wird, wie Fig. 3 zeigt, durch eine Feder 40 nach links gedrückt. Diese Feder wirkt auf eine mit einem Stift 41 versehene Lasche 42, die in einen Schlitz 43 einer Verriegelungsstange 44 eingreift. Der Bolzen 41 wird durch die Feder 40 gegen den einen Arm 45 eines bei 46 gelagerten doppelarmigen Hebels gedrückt. Der Hebel wird dadurch entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt.
Dabei schiebt der andere Hebelarm 47 den Kolben 23 nach links, bis er mit dem Federring 48 am Gehäuse anliegt.
Der Raum im Gehäuse 21 zwischen den Kolben 22 und 23 ist mit zwei Öffnungen 50, 51 versehen. Die Öffnung 50 führt zu der unterhalb der Verriegelungseinrichtung liegenden obersten Fuge des Leistungsschalters. Die Öffnung 51 führt zu dem darüberliegenden Ausgleichsgefäss 18. Die Verriege- lungseinrichtung steht somit mit allen drei Fugen des Leistungsschalters in Verbindung. Sie wird beim Füllen der Fugen ebenfalls mit Isolierflüssigkeit gefüllt. Andererseits enthält das Gehäuse 21 der Verriege- lungseinrichtung mit Gewissheit keine Isolierflüssigkeit, wenn in den Fugen keine Isolierflüssigkeit vorhanden ist.
Deshalb kann durch die Verriegelungs- einrichtung das Einschalten der Trennanordnungen 6. bzw. 8 verhindert werden, wenn die Fugen 12 des Leistungsschalters nicht mit Isolierflüssigkeit gefüllt sind. Zu diesehn Zweck ist eine mechanische Sperre vorgesehen. Die Sperre verhindert, dass die Teile 10 und 11 der Trennanordnung gegeneinander bewegt werden. Die Sperre kann nur aufgehoben werden, wenn der Bolzen 41 aus dem Schlitz 43 der Ver- riegelungsstange 44 geführt ist.
Zum Entriegeln muss der Betätigungsknopf 35 der Verriegelungseinrichtung nach rechts gedrückt werden. Dabei bewegt sich auch der Kolben 22 nach rechts. Der Kolben 22 ist als Schieber ausgebildet. Er verschliesst bei Beginn der Bewegung zunächst die zum Ausgleichsgefäss führende Öffnung 51 des Gehäuses 21. Danach baut sich im Gehäuse 21 ein Druck auf. Durch diesen Druck wird der Kolben 23 ebenfalls nach rechts bewegt. über den doppelarmi- gen Hebel wird der Bolzen 41 aus dem Schlitz 43 der Stange 44 geführt, wobei die Feder 40 zusam- mengedrückt wird.
Wie ohne weiteres ersichtlich ist, kann der für die Betätigung des Kolbens 23 nötige Druck nur dann entstehen, wenn das Gehäuse 21 vollständig mit der Fugenisolierflüssigkeit gefüllt ist. Da die Verriegelungseinrichtung oberhalb der Fugen angeordnet ist, ist dies nur dann der Fall, wenn die Fugen mit Isolierflüssigkeit versehen sind.
In den Fig. 5, 6 und 7 ist eine andere Ausführungsform der Verriegelungseinrichtung dargestellt. Für die mit den Fig. 2, 3 und 4 übereinstimmenden Teile werden gleiche Bezugszeichen verwendet. Bei dieser Verriegelungseinrichtung bildet der Betätigungsknopf 35 zusammen mit der Kolbenstange 36 und dem Kolben 22 eine Einheit. Diese Einheit ist als Ganzes durch einen Gummibalg 55 abgedichtet. Dabei ist das eine Ende des Gummibalges mit dem Knopf 35, das andere mit dem Gehäuse 21 verbunden. Auch der Kolben 23 ist durch einen Gummi- balg 56 gegenüber dem Gehäuse 21 abgedichtet.
Wie die Fig. 5 zeigt, ist das eine Ende des Gummibalges an einer Nut 57 des Kolbens 23 befestigt.
Die Wirkungsweise der in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellten Verriegelungseinrichtung entspricht der der vorher beschriebenen Verriegelungseinrichtung. Auch hierbei wird durch den Kolben 22 bei Beginn der Betätigung zunächst die zum Ausgleichsgefäss führende Öffnung 51 des Gehäuses 21 abgesperrt. Ebenso wird die Öffnung 50 abgesperrt, die zu den Fugen führt. Dies hat den Vorteil, dass in den Fugen selbst kein Druck auftritt. Bei der weiteren Bewegung wird dann ein Druck im Gehäuse 21 erzeugt, der den Kolben 23 nach rechts bewegt.
Dadurch wird über den doppelarmigen Hebel 45 der Bolzen 41 aus dem Schlitz 43 der Verriegelungsstange 44 geschoben. Dies geschieht entgegen der Wirkung der Feder 40, die von der Lasche 42 zusammengedrückt wird.