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Freiluft-Hochspannungs-Trennschalter Mit der immer weitergehenden
Erhöhung der Übertragungsspannungen und Leistungen in elektrischen Anlagen wachsen
auch die Ausmaße der einzelnen Schaltanlagenteile. In Freiluftanlagen bieten nun
die großen Flächenteile Gelegenheit zum Ansetzen von Regen und Schnee, die in ihrem
Wechsel zusammen mit Frost eine Eisbildung an diesen Teilen hervorrufen. Ist infolgedessen
bei vollkommen gekapselten Apparaten, z. B. Ölschaltern, nur die Gefahr eines Überschlags
an den Isolatoren zu befürchten, so ergibt sich bei den beweglichen Teilen ungekapselter
Apparate, hauptsächlich bei Trennschaltern, die Gefahr des Festeisens.
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Um nun durch die vereisten Trennschalter keine Betriebsstörungen eintreten
zu lassen, ist es schon vorgeschlagen worden, die beweglichen Teile von der Eisbildung
dadurch zu befreien, daß zu Beginn des Schaltvorganges die die beweglichen Schaltteile
zusammenhaltende Eisschicht, mechanisch beansprucht, zum Zerspringen gebracht wird
(sogenannter Eisbrecher), so daß die Trennschalter nunmehr normal bewegt werden
können. Dieses Mittel läßt sich vorteilhaft nur für die Schaltstücke verwenden.
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Handelt es sich aber um einen Drehtrennschalter, bei dem der das Trennmesser
tragende Isolator mit bewegt wird, so versagt dieses Mittel, und man hat sich hier
dadurch geholfen, daß man den unteren Rand des Isolators weit ab von dem Träger
anordnet, so daß der auf dem Träger ruhende, vereiste Schnee wohl das StÜtzeisen
des Isolators, aber nicht das Porzellan des Isolators umgibt. Diese Anordnung läßt
sich aber, abgesehen von der dadurch bedingten größeren Bauhöhe, bei Trennschaltern
hoher Spannung mit übermannshohen Isolatoren des großen Gewichts wegen nicht durchführen.
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Nun ist es weiterhin bei Wasserkraftanlagen bekannt, die Feinrechen
vor Vereisung dadurch zu schützen, daß man sie elektrisch beheizt.
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Dieses Mittel wird erfindungsgemäß auf Freiluft-Trennschalter angewandt,
indem die Heizwiderstände über Abzweige der Hochspannungsleitung gespeist werden.
Hierbei wird der Vorteil erzielt, daß lange Zuführungleitungen und besondere Heiztransformatoren
vermieden werden, indem ein Teil des am Trennschalter vorhandenen Kraftstromes zur
Speisung der Heizwiderstände benutzt wird. Die Heizwiderstände kann man nunmehr
nicht nur an den Trennschaltstücken anbringen, sondern auch an dem Fuß eines auf
seinem Träger beweglichen Isolators.
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Da für Hochspannungsschaltanlagen immer mehr zum. Zwecke der Spannungs-
oder Strommessung (oder Erdung) gestaffelte Induktionssysteme (oder Drosselspulen)
verwendet werden, die die an der Leitung vorhandene Hochspannung auf Niederspannung
heruntertransformieren, kann man den Heizwiderstand auch in den Stromkreis des der
Hochspannung oder dem Erdpotential am nächsten liegenden Induktionssystems (Drosselspule)
legen. Der Heizwiderstand liegt sodann auf dem gleichen Potential seiner Stromquelle
und ist daher in beiden
Fällen nur noch gegen eine geringe, seinem
Spannungsabfall. entsprechende Spannung und nicht gegen Hochspannung wie im Falle
einer Fremdspeisung zu isolieren.
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Auch kann der bei einem Abzweig nach Erde hin in diesem Stromkreis
liegende Heizwiderstand noch durch einen hochohmigen Widerstand überbrückt werden,
um die Überspannungen der Hochspannungsleitung unmittelbar nach Erde hin abzuführen.
Wird dieser Abzweig als gestaffelter Spannungsmeßwandler benutzt, so bewirkt die
unmittelbare oder mittelbare (über eine Hilfswicklung) Einschaltung eines Heizwiderstandes
für diesen Wandler eine Herabsetzung der Spannung, die bei abgeschaltetem Heizwiderstand,
etwa im Sommer, durch verstellbare Ersatzwiderstände, Drosselspulen, Kapazitäten
oder Zusammensetzungen dieser der Meßgenauigkeit wegen aufrechterhalten werden muß.
Der Heizwiderstand kann auch von einer besonderen Wicklung aus gespeist werden,
insbesondere dann, wenn der Abzweig ein gestaffeltes Stromwandlersystem bildet.
Ob dabei diese gestaffelten Meßwandler bzw. Drosselspulen neben dem Trennschalter
stehen oder, wie bereits vorgeschlagen, in die Isolatoren des Trennschalters selbst
eingebaut sind, ist für-die Erfindung, abgesehen von den kurzen Verbindungsleitungen,
im ersteren Falle unerheblich.
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In den Abbildungen sind auf den letzten Fall zutreffende Ausführungsbeispiele
dargestellt. Abb. i zeigt zwei auf einem Träger aus U-Eisen ii feststehende Isolatoren
12, 13 eines Drehtrennschalters. Der Isolator i2 trägt über einem Kugelgelenk 14
das Drehtrennmesser 15, in das der vorteilhaft als Stab ausgebildete und elektrisch
isolierte Heizwiderstand 16 nach vorherigem Entfernen des Verschlusses 17 von vorn
eingeschoben ist. Mit dem Trennmesser 15 ist der eine Anschluß unmittelbar am Verschlu
ß 17 und mit Erde der andere Anschluß des Heizwiderstandes über einen Steckkontakt
i8 und den Spannungsteiler ig im Isolator 12 mittelbar verbunden. Überbrückt wird
der Heizwiderstand 16 durch einen hochohmigen Widerstand 2o. Das Ende des Trennmessers
15 kommt reit dem festen vom Isolator 13 getragenen Schaltstück 2i in Berührung.
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Durch Wärmeleitung wird die Wärme des Heizwiderstandes 16 dem Kugelgelenk
14, dem Trennmesser 15 und bei geschlossenem Trennschalter auch dem festen Schaltstück
21 zugeführt, so daß an diesen Stellen keine Eisbildung auftreten kann. Auch wird
stets das Trennmesser 15 von der etwa heraufgefallenen Schneelast befreit, so daß
diese nicht dauernd auf dem Trennmesser liegt. Durch das Öffnen des vorderen Verschlusses
17 am Trennmesser 15 entfernt man im Sommer den Heizwiderstand 16.
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Eine Beheizung der festen Schaltstücke 22, 23 eines aus drei Isolatoren
24, 25, 26 bestehenden Drehtrennschalters zeigt Abb. 2 zusammen mit der Beheizung
der Lagerung 27 des mittleren drehbaren Isolators 25.
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In dem Isolator 24 ist ein gestaffelter Spannungswandler 28, im Isolator
25 ein gestaffelter Stromwandler 29 und in dem Isolator 26 eine gestaffelte Erdungsdrosselspule
30 untergebracht.
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Der das feste Schaltstück 22 beheizende, auswechselbare Widerstand
31 wird von einem Teil der angezapften Wicklung des obersten Induktionssystems des
Spannungswandlers 28 gespeist. Als Ausgleich für die Abstimmung des an den Spannungswandler
angeschlossenenVoltmetersV oder Relais dient bei herausgenommenem Heizwiderstand
der einstellbare Widerstand 32, der bei eingeschaltetem Heizwiderstand 31 durch
den Schalter 33 kurzgeschlossen wird. Ist eine Verstärkung der Heizwirkung erforderlich,
so kann zeitweise, etwa durch einen Druckknopf, parallel zum Meßinstrument oder
Relais ein im Verhältnis zum Meßinstrument einen niedrigen Ohmwert besitzender Widerstand
hinzugeschaltet werden.
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Für die Beheizung des drehbaren Fußes 34 des mittleren Isolators 25
ist ein Heizwiderstand 35 vorgesehen, der über eine besondere Heizwicklung 36 des
dem Erdpotential am nächsten liegenden Induktionssystems des Stromwandlers 29 gespeist
wird. Die Stromwandlersysteme bilden hierbei den Abzweig von der Hochspannungsleitung.
Durch Öffnendes außenliegenden Heizschalters 37 kann die Wicklung 36 und der Heizwiderstand
35 abgeschaltet werden, wenn man es nicht wieder vorzieht, den Heizwiderstand 35
über Steckkontakte auswechselbar zu machen. Natürlich ist es auch möglich, den feststehenden
Teil des Lagers mit dem Heizwiderstand auszurüsten, wobei dann der Heizwiderstand
genau so wie das an den Stromwandler 29 angeschlossene Amperemeter A oder Relais
über bewegliche Zuleitungen 38 oder Schleifverbindungen reit der Heizwicklung 36
zu verbinden ist.
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Schließlich ist der das andere feste Schaltstück 23 beheizende Widerstand
39 in der gleichen Weise wie der in Abb. i beschriebene Heizwiderstand an das Ende
der gestaffelten Erdungsdrosselspule 30 oder an eine Anzapfang dieser angeschlossen,
wobei der angezapfte Teil der Spule als Heiztransformator ausgebildet sein kann.
Der Überbrückungswiderstand ist hierbei in der Strahlungskappe 4o des Isolators
26 angeordnet.
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Es ist auch ohne zeichnerische Darstellung ersichtlich, daß in dem
doppelarmigen Trennmesser 41 ebenfalls Heizwiderstände untergebracht werden können,
die ebenfalls über Hilfsheizwicklungen des der Hochspannungsleitung nächstliegenden
Stromwandlersystems gespeist und genau so ausgebildet werden, wie dies an
Hand
von Abb. x für den Heizwiderstand 16 beschrieben ist. Ebenso ist es möglich, bei
offenem Trennmesser 41 und damit vom Strom abgeschalteten Wandler 29 und Heizwiderstand
35 letzteren über eine Hilfswicklung oder Anzapfung des an Spannung liegenden anderen
gestaffelten Systems 28 oder 3o wieder spannungsseitig zu beheizen.
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Die Isolatoren bzw. Isoliergehäuse werden aber auch bei dieser Ausbildung
des Trennschalters an sich schon durch die Apparate in ihrem Innern erwärmt, insbesondere
dann, wenn sie mit Öl gefüllt sind. Auch hierdurch erfolgt eine Unterstützung der
Heizwiderstände in thermischer Hinsicht.
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Ein weiterer Vorteil gerade dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß
die Zuführungsleitungen im Innern der Isolatoren verlaufen, nach außen nicht in
Erscheinung treten und deshalb auch nicht gegen elektrische Strahlung abgeschirmt
zu werden brauchen.
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Wie die Isolatoren bzw. die gestaffelten Systeme der in den Isolatoren
untergebrachten Apparate ausgebildet bzw. -geschaltet sind, ist für die Erfindung
unerheblich. Als Beispiele hierfür seien nur folgende Veröffentlichungen angegeben:
Patentschriften 364 336, 430 175, 436 249 und Zeitschrift Elektrotechnik und Maschinenbau
1928 Heft 46, Seite 1074 ff.