WO2008012012A1 - Sammelschienenmodul für eine gasisolierte hochspannungsschaltanlage - Google Patents

Sammelschienenmodul für eine gasisolierte hochspannungsschaltanlage Download PDF

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WO2008012012A1
WO2008012012A1 PCT/EP2007/006347 EP2007006347W WO2008012012A1 WO 2008012012 A1 WO2008012012 A1 WO 2008012012A1 EP 2007006347 W EP2007006347 W EP 2007006347W WO 2008012012 A1 WO2008012012 A1 WO 2008012012A1
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WO
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busbar
housing
phase conductor
busbar module
gas
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PCT/EP2007/006347
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English (en)
French (fr)
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Thomas Betz
Frank Vormwald
Ilango Gnanadhandapani
Edgar Dullni
Manuel Calleja
Volker Thomas
David Saxl
Thomas Braun
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ABB Technology AG
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ABB Technology AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00—Installations of bus-bars
    • H02G5/06—Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings
    • H02G5/063—Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings filled with oil or gas
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear

Definitions

  • the invention relates to a busbar module for a gas-insulated high-voltage switchgear according to the preambles of claims 1 and 18.
  • GIS Gas insulated switchgear
  • Plant components such as busbars, disconnectors, circuit breakers, converters, cable terminations and connecting elements are designed as gas-tight encapsulated modules.
  • As insulating gas usually sulfur hexafluoride (SF 6 ) is used, but other gases are used.
  • Busbars are designed for the distribution of power in panels with phase conductors and are used in particular as distribution modules to various functional modules, such as circuit breakers or disconnectors.
  • the individual phase conductors (L1, L2, L3) are usually arranged parallel to one another within a module. If there is a need for a switching field with several phase conductors per phase, several busbars are used, for example double-busbars, which are assembled from the above-mentioned modules.
  • Conventional gas-insulated switchgear operates with a spring-loaded drive for the circuit-breakers and a motorized drive for the disconnectors.
  • the busbar module according to the invention of the aforementioned type has a housing in which at least two bus bars, each having the at least two phases are arranged in the housing and that the corresponding phases of each busbar are arranged separately from each other electrically.
  • An advantage of this arrangement is that only one housing is required for multiple busbars in a gas-insulated high-voltage switchgear. This ensures a more cost-effective production of the switchgear and a comparatively compact arrangement. For example, when a triple busbar is required, only one housing is required instead of three busbar modules as before. A comparatively favorable mounting of the busbar module according to the invention is thereby made possible.
  • busbar module has at least two separate gas chambers.
  • the bus bars are arranged in the respective gas chambers. Later maintenance work on a busbar is particularly easy. In addition, only one attachment is required for mounting individual sections of the busbar module.
  • a further embodiment of the subject invention provides that a separating element is arranged, which is preferably designed as a straight partition and is positioned approximately centrally between the busbars.
  • the housing has at least two housing parts and that a gas-tight gas space is formed by the at least two housing parts.
  • a maintenance of one of the at least two busbars is then possible without a shutdown of an electrical system, wherein a current flow over at least one of the at least two busbars. Only one busbar in maintenance is switched off.
  • the Housing at least two housing parts, that is formed by the at least two housing parts a gas-tight gas space and that the housing parts with connecting elements, in particular with webs, are connected and / or welded. This increases the stability of the module against mechanical stress.
  • a further advantageous embodiment of the busbar module provides that the housing has a common connection flange on at least one connection side of the housing for the at least two busbars. In this way, the manufacturing costs are reduced and in the assembly of the module comparatively little time is taken. The space requirement for two or more connection flanges on a busbar module is also reduced by the use of a single flange for a module. It can be realized a more compact design of the busbar module and the switchgear.
  • a greater flexibility in the use of the busbar module according to the invention is advantageously achieved in that the housing each have a connection flange at least one connection side of the housing each one of the at least two busbars and / or that the housing for each of the at least two phase conductors on at least one connection side a connection flange having.
  • connecting flange per busbar also serves as a connecting element to another high-voltage switchgear module, for example in a busbar module known since then.
  • a branching of the phase conductors to and / or from outside the busbar module is also possible, in which an additional connection flange is attached to the housing and a branching of the respective busbar is performed.
  • an additional connection flange is attached to the housing and a branching of the respective busbar is performed.
  • a further advantageous embodiment of the busbar module provides that in the housing at least one converter per phase and / or a converter per phase conductor of a busbar is arranged, preferably in the vicinity of a connection flange.
  • a measurement of currents and voltages in the region of the busbars or phase conductors is therefore feasible according to the invention without additional space requirement.
  • each of the at least two busbars is formed in three phases, that form the phase conductors of each busbar as a cross-sectional view of the longitudinal extent of the vertices of an imaginary triangle, and that those sides of the imaginary triangles are arranged in parallel, which is the smallest distance to each other, wherein the imaginary triangles are spaced from each other.
  • the distance between the two imaginary triangles is essentially arbitrary, provided that a minimum distance is maintained according to the occurring voltage and relevant regulations.
  • the busbars with the phase conductors can be particularly space-saving in a correspondingly preferred housing with an oval cross-section, wherein the necessary distances of the housing to the phase conductors are taken into account. It is particularly favorable if the phase conductors of the busbars of the same phase are adjacent to one another. The distance between the busbars to each other is thereby considerably reduced.
  • the busbar module has a compact design has a correspondingly small footprint.
  • phase conductors per busbar in cross-section to form its longitudinal extent a thought triangle and the farthest sides of the imaginary triangle are parallel to each other, the imaginary triangles of each other which are spaced. Again, one must not fall below a minimum distance due to the voltage occurring the phase conductor distance.
  • busbar module has at least one disconnector and / or at least one circuit breaker.
  • the space required for the busbar module according to the invention is thus even lower compared to the space requirements of the modules since known HS systems.
  • the at least one disconnector and / or at least one circuit breaker can be acted upon by a drive, in particular a sequential drive, and in that a drive cooperates with at least two disconnectors and / or circuit breakers.
  • a development of the subject invention provides that the circuit breaker and / or the earth electrode and / or the converter and / or the separator are arranged in the gas space or separately in other rooms.
  • the arrangement of the devices in the busbar module further reduces the space requirement accordingly.
  • the devices can be arranged in a space-optimized way.
  • the object is also achieved with a high-voltage switchgear with the features according to claim 18.
  • a compact system is already achieved by the use of a busbar module according to the invention.
  • ⁇ irh Due to the particularly space-saving construction of the module, ⁇ irh can realize a compact gas-insulated high-voltage switchgear and the installation time can be correspondingly reduced.
  • the switchgear is particularly compact, inexpensive and easy to install.
  • a switchgear is such that the drive is arranged from / to a module outside the collector rail.
  • Figure 1 switchgear with a first busbar module with a double busbar
  • Figure 3 sectional view through a second busbar module
  • Figure 4a-c cross sections through several busbar modules
  • FIG. 1 shows an embodiment of a first gas-insulated high-voltage switchgear (GIS) 18, which usually contains cable feeders, circuit breakers, busbar modules, disconnectors, converters and other equipment.
  • GIS gas-insulated high-voltage switchgear
  • FIG. 1 shows an embodiment of a first gas-insulated high-voltage switchgear (GIS) 18, which usually contains cable feeders, circuit breakers, busbar modules, disconnectors, converters and other equipment.
  • GIS 18 with a first busbar module 1 according to the invention is shown in the illustration.
  • On a first housing 26 of the first busbar module 1 four connecting flanges, a first connecting flange 13, a second connecting flange 14, a third connecting flange 23 and a fourth connecting flange 24 are shown.
  • connection flanges 13, 14, 23, 24 represent the possibility of connecting a first busbar 2 and a second busbar 3 to other external modules, such as connecting lines or other devices, which are not shown in this figure, or first external current transformer 21 or second external current transformers 22.
  • the first 13 and second connection flanges 14, 14 act as incoming connection flanges of the first connection side 85, third 23 and fourth connection flange 24 as outgoing connection flanges on the second connection side 86.
  • the connection flanges are on the first 2 and second busbars 3 and are thus arranged on the input and output side of the first busbar module 1.
  • the first external current transformer 21 is used to measure the current of its associated first busbar 2, while the second external current transformer 22 measures the current of the second busbar 3.
  • the first 21 and second external current transformers 22 are connected in a modular design to the third and fourth connection flange 23, 24.
  • the first 21 and second external Current transformers 22 are designed to be accessible from the outside and can be easily removed for example for maintenance tasks.
  • a first drive 15 is arranged on the outside of the first housing 26.
  • the functional relationship of the first drive 15 with other resources, such as isolator switch or circuit breaker is described in more detail in Figure 2.
  • the first housing 26 has a first gas-insulated space 25 with the insulating gas sulfur hexafluoride (SF ⁇ ) which serves as a switching and insulating means.
  • SF ⁇ insulating gas sulfur hexafluoride
  • this is a switchgear with 72.5 kV maximum rated voltage, a nominal current of 2500 A and a nominal breaking current of 315 kA.
  • the first 2 and second busbars 3 are arranged, which form a double busbar.
  • Each first 2 and second busbar 3 contains in three-phase operation three phase conductors for transmitting an alternating current of different phase, usually with the designations L1, L2, L3.
  • Each of the phase conductors is assigned to the output side of the first busbar module 1, a first power switch 10 and is arranged in the embodiment in the first housing 26 of the first Sammelschie ⁇ enmoduls 1.
  • the first power switch 10 is designed for switching under load.
  • each of the phase conductors of the first 2 and second busbar 3 is assigned a first isolator / ground combination switch 11.
  • This first disconnector / earthing combination switch 11 consists essentially of a first disconnector switch 16 and a first earthing switch 17.
  • the first disconnector switch 16 is such that only a switching without load can be performed and is usually used for secure switching off.
  • the first earthing switch 17 is provided for grounding the busbar module.
  • the first isolator / earth combination switch 11 has three switch combinations, namely "on”, “off” and “earthed”, and serves grounding in the de-energized state. This is explained in greater detail in FIG however, the first power switch 10 is usually first switched off from the mains at the first busbar module 1.
  • Figure 2 shows a diagram of the relationships between the drive and the resources. The dashed-dotted line represents the system boundary of the second busbar module 40. If the second busbar module 40 is switched off by a second drive 36, the second power switch 37 is first set to its "off” position and thus opened (FIG. see Figures 1 and 5.) This is represented by a first arrow 29.
  • the second disconnector switch 38 (represented by a second arrow 30) opened by the second drive 36, which is indicated by the third
  • the second drive 36 then controls, illustrated by a fourth arrow 32, the second earth electrode 39 (shown with the fifth arrow 33).
  • the second earthing switch 39 is opened by means of the second drive 36 (fifth arrow 33) and thus the busbar is disconnected from the earth potential. Thereafter (sixth arrow 34), the second disconnector switch 38 is acted upon by the second drive 36 (third arrow 31). Only when the second disconnector switch 38 is closed (seventh arrow 35), an actuation of the second circuit breaker 37 is possible. The second drive 36 closes the second power switch 37 and the output side electrical system is thus "under voltage.” In order to disconnect the electrical system from the network again, the above-described operations are carried out in the reverse order.
  • a sequential drive is used for the second drive 36.
  • the above-mentioned releases or locks between the second power switch 37 and the second disconnector switch 38 and between the second disconnector switch 38 and the second earthing switch 39 are implemented in a simple manner, while the second drive 36, the three switching devices 37, 38 and 39 in the prescribed time sequence applied.
  • FIG. 3 shows an illustration of a third busbar module 41 with a double busbar as a side view on its longitudinal extent with a third busbar 42 and a fourth busbar 43.
  • a second connection housing 12 has a common connection flange 12 on the one hand and two connection flanges, a fifth connection flange 44 the third busbar 42 and a sixth Connection flange 45 for the fourth busbar 43 on the other hand arranged.
  • the common connection flange 12 is arranged the third 42 and the fourth bus bar 43.
  • single busbar modules with only one busbar can be arranged on the fifth 44 or the sixth connection flange 45, while the common connection flange 12 can be connected to a further busbar module having at least one common connection flange 12.
  • the fifth 44, the sixth flange 45 or the common flange 12 are also switching devices such as circuit breakers, isolator switch, ground, disconnector / earthing combination switch or other resources such as transducers for voltage and current measurement / determination or other equipment parts of a switchgear connectable.
  • busbar modules having a plurality of busbars are conceivable for those skilled in the art.
  • a common connection flange 12 other conventional, for example, single or three-phase connection flanges can be used.
  • FIGS. 4a to 4c show different cross-sections to the longitudinal extent of double busbars of a busbar module according to the invention, wherein the phase conductor is discussed in particular with regard to various possible arrangements.
  • FIG. 4 a shows a third housing 51 of a first double busbar module 48 that is oval in this view.
  • the first double busbar module 48 is a double busbar with a fifth busbar 49 with the associated phase conductors, namely a first phase conductor 4, a second phase conductor 5 and a third phase conductor 6 and a sixth busbar 50 with a fourth phase conductor 7, a fifth phase conductor 8 and a sixth Phase conductor 9.
  • 50 areas are drawn by dashed lines around the fifth busbar 49 and the sixth busbar.
  • the first phase conductor 4, the second phase conductor 5 and the third phase conductor 6 of the fifth busbar 49 form a first triangle 52 and the fourth phase conductor 7, the fifth phase conductor 8 and the sixth phase conductor 9 of the sixth busbar 50 form a second imaginary triangle 53 ; where Hie triangles 52, 53 are configured equilateral.
  • the two phase conductors of the same phase position are preferably closest to each other.
  • a first distance d1 of the triangles to each other in this case is the distance of the phase conductors with the respective same phase, namely for example between the first phase conductor 4 with the conventional designation L1 and the fourth phase conductor 7 with the same phase position or the second phase conductor 5 with the conventional designation L2 and the fifth phase conductor 8 of the same phase position.
  • the distance d1 is only the respective safety distance for the simple phase voltage, since the maximum between the first phase conductor 4 and the fourth phase conductor 7, the only simple phase voltage can occur. If the first phase conductor 4 and second phase conductor 7 had different phase positions, then the first distance d1 would have to be calculated according to the outer conductor voltage.
  • the phase conductors 4 to 9 are taking into account the spacing rules space-optimized in the third housing 51 to order.
  • FIG. 4b shows a second arrangement of phase conductors in a second double busbar module 54.
  • the assignment of a seventh phase conductor 55, an eighth phase conductor 56 and a ninth phase conductor 57 to a seventh busbar 58 is characterized by a dot-dash line as in the figure. Accordingly, the area of the eighth busbar 59 with the tenth phase conductor 60, eleventh phase conductor 61 and twelfth phase conductor 62 is also drawn.
  • Both the seventh phase conductor 55, the eighth phase conductor 56 and the ninth phase conductor 57 and the tenth phase conductor 60, the eleventh phase conductor 61 and the twelfth phase conductor 62 each form the vertices of a third imaginary triangle 63 and the vertices of a fourth imaginary triangle 64.
  • the furthest apart sides of the third imaginary triangle 63 and the fourth imaginary triangle 64 are located here parallel to each other. The thus pointing to each other tip of the triangle and at the actuator of their smallest distance d2 of the seventh busbar 58 to the eighth busbar 59, namely the eighth phase conductor 56 and the eleventh phase conductor 61, are in the same phase position.
  • FIG. 4c shows a further possibility for arranging phase conductors in a third double busbar module 65.
  • the fourth housing 66 of the third double busbar module 65 circumscribes a third housing 67 enclosed by the housing.
  • the third housing 67 enclosed by the housing is divided into two separate gas chambers, a first gas chamber 27 and a second gas chamber 28, which is represented by a dot-dash line. Line is marked.
  • a ninth bus bar 68 is arranged with a thirteenth phase conductor 69, a fourteenth phase conductor 70 and a fifteenth phase conductor 71.
  • a tenth bus bar 72 is arranged with a sixteenth phase conductor 73, with a seventeenth phase conductor 74 and with an eighteenth phase conductor 75.
  • the phase conductors per busbar are arranged in a line parallel to the dash-dot line.
  • the distance d3 between the phase conductors of the ninth busbar 68 and the tenth busbar 72 the same phase position is chosen to be minimal according to the simple phase conductor spacing.
  • the third distance d3 can be set for each phase with the comparatively small distance corresponding to d2 because of the simple phase voltage spacing. This leads to a busbar housing, which is particularly flat in this view.
  • FIGS. 4a, 4b, 4c each show a cross section of a busbar module.
  • the housing and three phase conductors of two busbars can be seen in each case.
  • a circuit breaker for each phase conductor within the housing of the busbar modules.
  • the circuit breaker is designed for example as a rotary separator or as a slide separator. Instead of a pure circuit breaker is also conceivable to provide a known combined isolation ground switch.
  • the busbar module shown in Fig. 4c has for each busbar each have a separate gas space, which are separated by the indicated dash-dot line.
  • a bulkhead insulator is arranged, which separates the said gas chambers from each other.
  • a bulkhead insulator which separates the interior of the respective busbar housing into two gas chambers, can also be arranged in the busbar modules illustrated in FIGS. 4a and 4b. Each busbar is then arranged in a separate gas space.
  • the housing of such a busbar module consists of two housing parts, which are fastened to one another and to the bulkhead insulator, in particular screwed. A gas space is then enclosed in each case by a housing part and the bulkhead insulator. It is conceivable to provide a separate connection flange for each gas space, through which connection conductors are routed to a circuit breaker. The connection conductors of a busbar are guided through the same connection flange.
  • busbar module there is the advantage that a housing part can be removed for repair or maintenance purposes.
  • the busbar which is arranged in the then open gas space, while the insulating gas still remains in the other gas space; the busbar in the second gas space can then remain in operation, ie under tension.
  • FIGS. 4a to 4c of an arrangement of the phase conductors in a double busbar module can be used correspondingly for busbar modules with multiple busbars.
  • busbars form five triangles and considered as a whole, forming the shape of a pentagon.
  • Further busbars can be realized in a circular arrangement in a busbar module.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a fourth busbar module 76.
  • a fifth housing 77 of the fourth busbar module 76 is shown, in which fifth housing 77 two busbars in parallel, namely an eleventh busbar 78 and a twelfth busbar 79 are arranged, the eleventh busbar 78 representing the input side, the twelfth busbar 79 the output side ,
  • Each of the busbars has at least two, but the same number of phase conductors, which are not shown for clarity.
  • the input of the eleventh busbar 78 forms a ninth connection flange 84, the output of the twelfth busbar 79 a tenth connection flange 85.
  • a first internal current transformer 19 and on the twelfth busbars 79 on the output side a second internal current transformer 20 attached.
  • the first 19 and second internal power converters 20 are arranged in a third gas-insulated space formed by the fifth housing 77.
  • a third power switch 80 is designed for switching an electrical system.
  • a second disconnector / earthing combination switch 81 is connected to the fourth busbar module 76 as a separate module via a seventh connection flange 82 and an eighth connection flange 83.
  • the seventh connection flange 82 is at the outlet of the eleventh busbar 78
  • the eighth connection flange 83 is arranged at the input of the twelfth busbar 79.
  • FIG. 5 shows the fourth busbar module 76 in the switched-off operating state.
  • the operating situation of the fourth busbar module 76 is selected such that a current flow flows on the input side via a ninth connection flange 84, the eleventh busbar 78 and the first internal current transformer 19 into the fourth busbar module 76.
  • the current is supplied from the eleventh bus 78 via the seventh connecting flange 82 out again out of the eleventh busbar 78 out.
  • a module is connected to a second disconnector / earthing combination switch 81, so that the current flow flows through this second disconnector / earthing combination switch 81.
  • Second disconnector / earthing combination switch 81 is provided by an electrical connection via an eighth flange 83 with the twelfth busbar 79 of the busbar module 1. From there, the current flows through the third power switch 80 and the second internal power converter 20 on the twelfth busbar 79. The power is conducted from the twelfth busbar 79 to a tenth connection flange 85 and is thus provided for further use in other modules.
  • a connection to the network of the fourth busbar module 76 can be carried out as follows:
  • the initial situation is that the second isolator / earth combination switch 81 has a switching position to ground, which is referred to as the end position.
  • the disconnector / earthing combination switch 81 is first brought to a middle position. Once the center position (or neutral position) of the second earth / earth combination switch 81 is reached, the second earth / earth combination switch 81 is switched by a drive so that an electrically conductive connection between the eleventh bus bar 78 and the twelfth bus bar 79 is made. Once this is done, the third power switch 80 is energized by the drive. After performing this step, the electrical system connected on the output side is switched to the mains.
  • the second isolator / earthing combination switch 81 is acted upon so that it is initially in a middle position ("off") and The twelfth busbar 79 is then routed to ground potential by further energizing the second divider / earthing combination switch 81 in an "earthing" position and thus the potential of the twelfth busbar 79 in the event of any currents occurring.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sammelschienenmodul für eine gasisolierte Hochspannungsschaltanlage mit einem Gehäuse und mit wenigstens zwei Phasen. Im Gehäuse sind mindestens zwei Sammelschienen mit jeweils wenigstens zwei Phasen angeordnet. Die Phasen jeder Sammelschiene sind voneinander elektrische getrennt im Gehäuse angeordnet. Das erfindungsgemäße Sammelschienenmodul kann dabei in einer gasisolierten Hochspannungsschaltanlage enthalten sein.

Description

Sammelschienenmodul für eine qasisolierte Hochspannungsschaltanlage
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Sammelschienenmodul für eine gasisolierte Hochspannungsschaltanlage nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 18.
Gasisolierte Schaltanlagen (GIS) sind allgemein bekannt und werden seit Jahrzehnten im Nennspannungsbereich von etwa 7,2 bis 800 kV verwendet. Die GIS werden meist in Bausteintechnik ausgeführt. Anlagenbauteile wie Sammelschienen, Trennschalter, Leistungsschalter, Wandler, Kabelendverschlüsse und Verbindungselemente sind dabei als gasdichte gekapselte Module ausgestaltet. Als Isoliergas wird üblicherweise Schwefelhexafluorid (SF6) verwendet, aber auch andere Gase werden eingesetzt.
Sammelschienen sind für die Stromverteilung in Schaltfelder mit Phasenleiter ausgestaltet und werden insbesondere als Verteilungsmodule zu verschiedenen Funktionsmodulen, wie zum Beispiel Leistungs- oder Trennschalter, verwendet. Bei dreiphasigen Schaltanlagen sind die einzelnen Phasenleitern (L1 , L2, L3) innerhalb eines Moduls meist parallel zueinander angeordnet. Besteht der Bedarf eines Schaltfeldes mit mehreren Phasenleitern je Phase, setzt man mehrere Sammelschienen ein, zum Beispiel als Doppelsammeischienen, die aus den vorstehend genannten Modulen zusammengesetzt werden. Herkömmliche gasisolierte Schaltanlagen arbeiten mit einem Federspeicherantrieb für die Leistungsschalter und einem motorischen Antrieb für die Trennschalter.
Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist es Aufgabe der Erfindung, ein Sammelschienenmodul für eine gasisolierte Hochspannungsschaltanlage und eine solche anzugeben, das eine kompakte Ausgestaltung aufweist und zu einer kompakten Anordnung der gasisolierten Schaltanlage führt. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Sammelschienenmodul für eine gasisolierte Hochspannungsschaltanlage mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen.
Demgemäß weist das erfindungsgemäße Sammelschienenmodul der eingangs genannten Art ein Gehäuse auf, in dem mindestens zwei Sammelschienen mit jeweils den wenigstens zwei Phasen im Gehäuse angeordnet sind und dass die sich entsprechenden Phasen jeder Sammelschiene voneinander elektrisch getrennt angeordnet sind.
Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass nur ein Gehäuse für Mehrfachsam- melschienen in einer gasisolierten Hochspannungsschaltanlage notwendig ist. Dies gewährleistet eine kostengünstigere Herstellung der Schaltanlage und eine vergleichsweise kompakte Anordnung. So wird zum Beispiel beim Bedarf einer drei- fach- Sammelschiene nur noch ein Gehäuse benötigt anstatt wie bisher drei Sammelschie- nenmodule. Auch eine vergleichsweise günstige Montage des erfindungsgemäßen Sammelschienenmoduls ist hierdurch ermöglicht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Sammelschienenmoduls besteht darin, dass das Gehäuse wenigstens zwei separate Gasräume aufweist.
Vorzugsweise sind in den jeweiligen Gasräumen die Sammelschienen angeordnet. Später erfolgende Wartungsarbeiten an einer Sammelschiene sind besonders einfach möglich. Zudem ist nur noch eine Befestigung zur Montage für einzelne Abschnitte des Sammelschienenmoduls nötig.
Eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass ein Trennelement angeordnet wird, das vorzugsweise als gerade Trennwand ausgebildet ist und in etwa mittig zwischen den Sammelschienen positioniert ist.
Derart weist das Gehäuse wenigstens zwei Gehäuseteile auf und dass durch die wenigstens zwei Gehäuseteile ein gasdichter Gasraum ausgebildet ist. Eine Wartung einer der mindestens zwei Sammelschienen ist dann ohne eine Abschaltung einer elektrischen Anlage ermöglicht, wobei ein Stromfluss über mindestens eine der mindestens zwei Sammelschienen ist. Nur eine in Wartung befindliche Sammelschiene ist abgeschaltet.
Als günstige Fortbildung des Sammelschienenmoduls wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse wenigstens zwei Gehäuseteile aufweist, dass durch die wenigstens zwei Gehäuseteile ein gasdichter Gasraum ausgebildet ist und dass die Gehäuseteile mit Verbindungselementen, insbesondere mit Stegen, verbunden sind und / oder verschweißt sind. Dadurch wird die Stabilität des Moduls gegenüber mechanischer Beanspruchung erhöht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Sammelschienenmoduls sieht vor, dass das Gehäuse einen gemeinsamen Anschlussflansch auf mindestens einer Anschlussseite des Gehäuses für die mindestens zwei Sammelschienen aufweist. Auf diese Weise werden die Herstellungskosten vermindert und bei der Montage des Moduls wird vergleichsweise wenig Arbeitszeit in Anspruch genommen. Der Platzbedarf für zwei oder mehrere Anschlussflansche an einem Sammelschienenmodul wird durch die Verwendung von einem einzigen Anschlussflansch für ein Modul ebenfalls vermindert. Es kann eine kompaktere Gestaltung des Sammelschienenmoduls und der Schaltanlage verwirklicht werden.
Eine größere Flexibilität bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Sammelschienenmoduls wird vorteilhafterweise dadurch erzielt, dass das Gehäuse jeweils einen Anschlussflansch mindestens einer Anschlussseite des Gehäuses jeweils eine der wenigstens zwei Sammelschienen aufweist und / oder dass das Gehäuse für jeden der zumindest zwei Phasenleiter auf mindestens einer Anschlussseite einen Anschlussflansch aufweist.
Eine Wartung oder eine Montage der einzelnen Anschlüsse wird erleichtert. Die Anordnung eines Anschlussflansches je Sammelschiene dient ebenso als Verbindungselement zu einem weiteren Hochspannungsschaltanlagenmodul, beispielsweise in einem seither bekannten Sammelschienenmodul.
Erfindungsgemäß ist auch eine Verzweigung der Phasenleiter nach und / oder von außerhalb des Sammelschienenmoduls möglich, in dem ein zusätzlicher Anschlussflansch am Gehäuse angebracht ist und eine Verzweigung der jeweiligen Sammelschiene dazu geführt wird. Durch das Anordnen mehrerer Anschlussflansche an das Gehäuse ist eine separate Anschlussmöglichkeit für weitere Module verwirklicht. Ein Wechseln von dreiphasigen Modulen zu einphasigen ist besonders einfach ermöglicht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Sammelschienenmoduls sieht vor, dass im Gehäuse mindestens ein Wandler je Phase und / oder ein Wandler je Phasenleiter einer Sammelschiene angeordnet ist, vorzugsweise im Nahbereich eines Anschlussflansches.
Eine Messung von Strömen und Spannungen im Bereich der Sammelschienen oder Phasenleiter ist demnach erfindungsgemäß ohne zusätzlichen Raumbedarf realisierbar.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Sammelschienenmoduls sieht vor, dass jede der mindestens zwei Sammelschienen dreiphasig ausgebildet ist, dass die Phasenleiter jeder Sammelschiene als Querschnittsansicht zu deren Längserstreckung die Eckpunkte eines gedachten Dreiecks bilden, und dass diejenigen Seiten der gedachten Dreiecke parallel angeordnet sind, die den geringsten Abstand zueinander aufweisen, wobei die gedachten Dreiecke voneinander beabstandet sind. Der Abstand der beiden gedachten Dreiecke ist dabei im Wesentlichen frei wählbar, sofern ein Mindestabstand entsprechend der auftretenden Spannung und einschlägigen Vorschriften eingehalten wird.
Die Sammelschienen mit deren Phasenleitern können besonders Platz sparend in einem entsprechend vorzugsweisen Gehäuse mit ovalem Querschnitt angeordnet werden, wobei die notwendigen Abstände des Gehäuses zu den Phasenleitern zu berücksichtigen sind. Besonders günstig ist es, wenn die Phasenleiter der Sammelschienen gleicher Phase nebeneinander liegen. Der Abstand der Sammelschienen zueinander ist hierdurch erheblich verkleinert. Das Sammelschienenmodul besitzt eine kompakte Bauform hat einen entsprechend kleinen Platzbedarf.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist erreicht, wenn bei dreiphasigem Betrieb im Gehäuse die Phasenleiter je Sammelschiene im Querschnitt zu deren Längserstreckung ein gedachtes Dreieck bilden und die am weitesten entfernt liegenden Seiten des gedachten Dreiecks zueinander parallel sind, wobei die gedachten Dreiecke voneinan- der beabstandet sind. Auch hier darf man den Phasenleiterabstand ein Mindestabstand wegen der auftretenden Spannung nicht unterschreiten.
In den gebildeten Räumen zwischen den gedachten zueinander zeigenden Dreiecksspitzen und dem im Wesentlichen davon seitlich liegenden Bereich ist ein Raum, insbesondere zur Anordnung verschiedener Betriebsmittel, wie Trennerschalter, Erderschalter, Leistungsschalter oder ähnlichem.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Sammelschienenmodul wenigstens einen Trenner und / oder wenigstens einen Leistungsschalter aufweist. Der Raumbedarf für das erfindungsgemäße Sammelschienenmodul ist somit noch geringer verglichen mit dem Raumbedarf der Module seither bekannter HS-Anlagen.
Weitere Vorteile werden erreicht, wenn der wenigstens eine Trenner und / oder wenigstens eine Leistungsschalter durch einen Antrieb, insbesondere einen sequentiellen Antrieb, beaufschlagbar ist und dass ein Antrieb mit wenigstens zwei der Geräten Trenner und / oder Leistungsschalter zusammenarbeitet.
Herkömmliche Trenner und Leistungsschalter werden durch jeweils einen diesen zugeordneten Antrieb beaufschlagt, wobei auch eine Kombination aus Trenner und Erdungsschalter mit einen Antrieb beaufschlagbar ist. Mit einem gemeinsamen Antrieb für mindestens zwei der Geräte ist eine weitere Platzeinsparung gewährleistet. Der sequentielle Antrieb ist dafür ausgelegt, ein Schalten in vorbestimmter aber wählbarer Reihenfolge zwischen den einzelnen Geräten zu bewirken und ist für die Lebensdauer und Sicherheit der Schaltgeräte und / oder des Moduls und / oder der gasisolierten Schaltanlage von Bedeutung.
Eine Fortbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass der Leistungsschalter und / oder der Erder und / oder der Wandler und / oder der Trenner im Gasraum oder separat in weiteren Räumen angeordnet sind.
Das Anordnen der Geräte im Sammelschienenmodul verringert den Raumbedarf entsprechend weiter. Die Geräte sind insgesamt platzoptimiert anordenbar.
Die Aufgabe wird auch gelöst mit einer Hochspannungsschaltanlage mit den Merkmalen gemäß Anspruch 18. Eine kompakte Anlage wird bereits durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Sammelschienenmoduls erreicht.
Aufgrund des besonders Platz sparenden Aufbaus des Moduls lässt ςirh eine kompakte gasisolierte Hochspannungsschaltanlage verwirklichen und die Montagezeit kann ist entsprechend verringert.
Dabei hat es sich als günstige Ausbildung der Schaltanlage herausgestellt, dass wenigstens zwei Schaltgeräte, insbesondere Leistungsschalter und / oder Erder und / oder Trenner, durch einen gemeinsamen Antrieb beaufschlagbar sind. Der Platzbedarf für mehrere Antriebe ist demgemäß durch den Raumbedarf nur eines Antriebes ersetzt.
Die Schaltanlage ist besonders kompakt, kostengünstig und montagefreundlich herstellbar.
Ebenso ist eine Schaltanlage dergestalt, dass der Antrieb von / an einem sammelschie- nenfremden Modul angeordnet ist.
Von dem gemeinsamen Antrieb des sammelschienenfremden Moduls, sind die antriebbenötigten Funktionen des Sammelschienenmoduls beaufschlagbar. Der Platz für den jeweiligen Antrieb am Sammelschienenmodul entfällt. Wiederum ist eine vergleichsweise kompaktere Anordnung der Schaltanlage realisiert. und es lässt sich ein kompakteres Modul oder eine kompaktere Schaltanlage realisieren.
Das gleiche gilt auch für die Weiterleitung des Antriebs des vorstehenden Sammelschienenmoduls an ein weiteres Modul.
Anhand der Zeichnungen, in denen drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung näher anhand schematischen und nicht maßstabsgetreuen Figuren erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen: Figur 1 : Schaltanlage mit einem ersten Sammelschienenmodul mit einer Doppel- sammelschiene
Figur 2: Schema einer Zuordnung mehrerer Schaltgeräte zu einem Antrieb
Figur 3: Schnittdarstellung durch ein zweites Sammelschienenmodul
Figur 4a-c: Querschnitte durch mehrere Sammelschienenmodule
Figur 5: Anordnung einer Schaltanlage
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer ersten gasisolierten Hochspannungsschaltanlage (GIS) 18, die üblicherweise Kabelzuführungen, Leistungsschalter, Sammelschienenmodule, Trennschalter, Wandler und weitere Betriebsmittel enthält. In der Darstellung ist der Übersichtlichkeit wegen nur die GIS 18 mit einem erfindungsgemäßen ersten Sammelschienenmodul 1 enthalten. An einem ersten Gehäuse 26 des ersten Sammelschienenmoduls 1 sind vier Anschlussflansche, einen ersten Anschlussflansch 13, einen zweiten Anschlussflansch 14, einen dritten Anschlussflansch 23 und einen vierten Anschlussflansch 24 gezeigt. Diese vier Anschlussflansche 13, 14, 23, 24 stellen dabei die Verbindungsmöglichkeit einer ersten Sammelschiene 2 und einer zweiten Sammelschiene 3 zu anderen externe Modulen dar, wie zum Beispiel Anschlussleitungen oder andere Geräte, die in dieser Figur jedoch nicht dargestellt sind oder auch erste externe Stromwandler 21 oder zweite externe Stromwandler 22. Der erste 13und zweite Anschlussflansch, 14 wirken als ankommende Anschlussflansche der ersten Anschlussseite 85, der dritte 23 und vierte Anschlussflansch 24 als abgangsseitige Anschlussflansche an der zweiten Anschlussseite 86. Die Anschlussflansche sind an der ersten 2und zweiten Sammelschiene 3 und sind somit eingangs- und abgangsseitig am ersten Sammelschienenmodul 1 angeordnet. Der erste externe Stromwandler 21 dient zur Messung des Stromes der ihm zugeordneter ersten Sammelschiene 2, während der zweite externe Stromwandler 22 den Strom der zweiten Sammelschiene 3 misst. Der erste 21 und zweite externe Stromwandler 22 sind in modularer Bauform dem dritten und vierten Anschlussflansch 23, 24 angegliedert. Der erste 21 und zweite externe Stromwandler 22 sind von außen zugänglich gestaltet und können zu beispielsweise Wartungsaufgaben auf einfache Weise ausgebaut werden.
Des Weiteren ist auf der Außenseite des ersten Gehäuses 26 ein erster Antrieb 15 angeordnet. Der funktionale Zusammenhang des ersten Antriebs 15 mit weiteren Betriebsmitteln, wie zum Beispiel Trennerschalter oder Leistungsschalter, ist bei Figur 2 näher beschrieben. Das erste Gehäuse 26 weist einen ersten gasisolierten Raum 25 mit dem Isoliergas Schwefelhexafluorid (SFε) das als Schalt- und Isoliermittel dient. Im gewählten Beispiel handelt es sich dabei um eine Schaltanlage mit 72,5 kV maximaler Nennspannung, einem Nennstrom von 2500 A und einen Nenn-Ausschaltstrom von 315 kA. In dem ersten gasisolierten Raum 25 sind die erste 2 und zweite Sammelschiene 3 angeordnet, die eine Doppelsammelschiene bilden. Jede erste 2 und zweite Sammelschiene 3 enthält bei dreiphasigem Betrieb drei Phasenleiter zum Übertragen eines Wechselstromes unterschiedlicher Phasenlage, meistens mit den Bezeichnungen L1 , L2, L3. Jedem der Phasenleiter ist dabei ausgangsseitig des ersten Sammelschienen- moduls 1 ein erster Leistungsschalter 10 zugeordnet und ist dabei im Ausführungsbeispiel im ersten Gehäuse 26 des ersten Sammelschieπenmoduls 1 angeordnet. Der erste Leistungsschalter 10 ist zum Schalten unter Last konzipiert. Eingangsseitig ist jedem der Phasenleiter der ersten 2 und zweiten Sammelschiene 3 ein erster Trenner- / Erderkombinationsschalter 11 zugeordnet. Dieser erste Trenner- / Erderkombinations- schalter 11 besteht im Wesentlichen aus einem ersten Trennerschalter 16 und einem ersten Erderschalter 17. Der erste Trennerschalter 16 ist dabei dergestalt, dass nur ein Schalten ohne Last vollzogen werden kann und dient meist zum gesicherten Ausschalten.
Der erste Erderschalter 17 ist zum Erden des Sammelschienenmoduls vorgesehen. Üblicherweise weist der erste Trenner- / Erderkombinationsschalter 11 drei Schaltkombinationen auf, nämlich „ein", „aus" sowie „geerdet" und dient dem Erden im spannungsfreiem Zustand. Dies ist in Figur 5 näher erläutert. Aus sicherheitstechnischen Gründen wird zum Trennen einer elektrischen Anlage vom Netz beim ersten Sammel- schienenmodul 1 jedoch üblicherweise zuerst der erste Leistungsschalter 10 auf „aus" geschaltet. Figur 2 zeigt ein Schema der Zusammenhänge zwischen Antrieb und den Betriebsmitteln. Die Strich- Punkt- Linie stellt dabei die Systemgrenze des zweiten Sammelschie- nenmoduls 40 dar. Wird durch einen zweiten Antrieb 36 das zweite Sammelschienen- modul 40 abgeschaltet, so wird zunächst der zweite Leistungsschalter 37 auf seine Stellung „aus" gestellt und damit geöffnet (vgl. Figur 1 und 5). Dies ist durch einen ersten Pfeil 29 dargestellt. Erst wenn der zweite Leistungsschalter 37 vollständig geöffnet ist, wird (durch einen zweiten Pfeil 30 dargestellt) der zweite Trennerschalter 38 durch den zweiten Antrieb 36 geöffnet, was durch dritten Pfeil 31 dargestellt ist. Der zweite Antrieb 36 steuert anschließend, durch einen vierten Pfeil 32 veranschaulicht, den zweiten Erder 39 (mit fünften Pfeil 33 dargestellt).
Wie ein Einschalten einer elektrischen Anlage erfolgt, wird nachstehend anhand der Figur 1 beschrieben. Zunächst wird der zweite Erderschalter 39 mit Hilfe des zweiten Antriebs 36 geöffnet (fünfter Pfeil 33) und somit die Sammelschiene vom Erdpotential getrennt. Danach (sechster Pfeil 34) wird der zweite Trennerschalters 38 durch den zweiten Antrieb 36 beaufschlagt (dritter Pfeil 31 ). Nur wenn der zweite Trennerschalter 38 geschlossen ist (siebter Pfeil 35) ist eine Betätigung des zweiten Leistungsschalters 37 möglich. Der zweite Antrieb 36 schließt den zweiten Leistungsschalter 37 und die ausgangsseitige elektrische Anlage ist somit „unter Spannung". Um die elektrische Anlage wieder vom Netz zu trennen, werden vorstehend beschriebene Arbeitsschritte in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt.
Um diese Reihenfolgen einhalten zu können und derart eine gegenseitige Verriegelung zu bewirken, wird für den zweiten Antrieb 36 ein sequentieller Antrieb verwendet. Auf diese Weise sind die oben genannten Freigaben oder Verriegelungen zwischen den zweiten Leistungsschalter 37 und den zweiten Trennerschalter 38 sowie zwischen dem zweiten Trennerschalter 38 und dem zweiten Erdungsschalter 39 auf einfache Art verwirklicht, während der zweite Antrieb 36 die drei Schaltgeräte 37, 38 und 39 in der vorgegebenen Zeitfolge beaufschlagt.
Figur 3 zeigt eine Darstellung eines dritten Sammelschienenmoduls 41 mit einer Dop- pelsammelschiene als Seitenansicht auf dessen Längsersteckung mit einer dritten Sammelschiene 42 und einer vierten Sammelschiene 43. An einem zweiten Gehäuse 46 sind eine gemeinsamen Anschlussflansch 12 einerseits und zwei Anschlussflansche, einen fünften Anschlussflansch 44 für die dritte Sammelschiene 42 und einen sechsten Anschlussflansch 45 für die vierte Sammelschiene 43 andererseits angeordnet. Der gemeinsamen Anschlussflansch 12 ist dabei der dritten 42 und der vierten Sammelschiene 43 angeordnet. Durch das zweite Gehäuse 46 wird dabei ein zweiter gasisolierten Raum 47 begrenzt, in dem die dritte 42 und vierte Sammelschiene 43 angeordnet sind.
An den fünften 44 oder den sechsten Anschlussflansch 45 sind zum Beispiel Einfach- Sammelschienenmodule mit nur einer Sammelschiene anordenbar, während der gemeinsame Anschlussflansch 12 mit einem weiteren Sammelschienenmodul mit mindestens einem gemeinsamen Anschlussflansch 12 verbindbar ist. Mit dem fünften 44, dem sechsten Anschlussflansch 45 oder dem gemeinsamen Anschlussflansch 12 sind auch Schaltgeräte wie zum Beispiel Leistungsschalter, Trennerschalter, Erder, Trenner- / Erder- Kombinationsschalter oder weitere Betriebsmittel beispielsweise Wandler zur Spannungs- und Strommessung /-bestimmung oder andere Anlagenteile einer Schaltanlage verbindbar.
Mit dem vorstehenden Aufbau des dritten Sammelschienenmoduls 41 sind für den Fachmann Sammelschienenmodule mit mehreren Sammelschienen denkbar. Anstatt eines gemeinsamen Anschlussflansches 12 können auch weitere übliche, zum Beispiel Ein- oder Dreiphasige Anschlussflansche, verwendet werden.
Die Figuren 4a bis c zeigen verschiedene Querschnitte zu der Längserstreckung von Doppelsammelschienen eines erfindungsgemäßen Sammelschienenmoduls, wobei insbesondere auf verschiedene Anordnungsmöglichkeiten der Phasenleiter eingegangen wird.
Dabei ist in Figur 4a ein in dieser Ansicht ovales drittes Gehäuse 51 eines ersten Dop- pelsammelschienenmoduls 48 dargestellt. Im ersten Doppelsammelschienenmodul 48 ist eine Doppelsammelschiene mit einer fünften Sammelschiene 49 mit den zugeordneten Phasenleitern, nämlich einen ersten Phasenleiter 4, einen zweiten Phasenleiter 5 und einen dritten Phasenleiter 6 und einer sechsten Sammelschiene 50 mit einen vierten Phasenleiter 7, einen fünften Phasenleiter 8 und einen sechsten Phasenleiter 9. Zur Verdeutlichung sind um die fünfte Sammelschiene 49 und die sechste Sammelschiene 50 Bereiche mit strichpunktierten Linien gezeichnet. Der erste Phasenleiter 4, der zweite Phasenleiter 5 und der dritte Phasenleiter 6 der fünften Sammelschiene 49 bilden ein gedachtes erstes Dreieck 52 und der vierte Phasenleiter 7, der fünfte Phasenleiter 8 und der sechste Phasenleiter 9 der sechsten Sammelschiene 50 bilden ein gedachtes zweites gedachtes Dreieck 53; wobei Hie Dreiecke 52, 53 gleichseitig ausgestaltet sind. Die Seite des ersten gedachten Dreiecks 52, die dem zweiten Dreieck 53 am nächsten liegt, verlaufen dabei parallel. Vorzugsweise liegen sich die beiden Phasenleiter gleicher Phasenlage am nächsten.
Ein erster Abstand d1 der Dreiecke zueinander ist in diesem Fall der Abstand der Phasenleiter mit der jeweilig gleichen Phase, nämlich zum Beispiel zwischen den ersten Phasenleiter 4 mit der herkömmlichen Bezeichnung L1 und den vierten Phasenleiter 7 mit der gleichen Phasenlage oder den zweiten Phasenleiter 5 mit der herkömmlichen Bezeichnung L2 und den fünften Phasenleiter 8 gleicher Phasenlage.
Der Abstand d1 beträgt dabei nur den jeweiligen Sicherheitsabstand für die einfache Phasenspannung, da maximal zwischen den ersten Phasenleiter 4 und dem vierten Phasenleiter 7 die nur einfache Phasenspannung auftreten kann. Wäre der erste Phasenleiter 4 und zweiter Phasenleiter 7 unterschiedlicher Phasenlage, so müsste der erste Abstand d1 gemäß der Außenleiterspannung kalkuliert werden. Die Phasenleiter 4 bis 9 sind dabei unter Berücksichtigung der Abstandsvorschriften platzoptimiert im dritten Gehäuse 51 anzuordnen.
Figur 4b zeigt eine zweite Anordnung von Phasenleitern in einem zweiten Doppelsam- melschienenmodul 54. Die Zuordnung eines siebten Phasenleiters 55, eines achten Phasenleiters 56 und eines neunten Phasenleiters 57 zu einer siebten Sammelschienen 58 ist dabei wie in der Figur zuvor mit einer strichpunktierten Linie gekennzeichnet. Entsprechend ist auch der Bereich der achten Sammelschiene 59 mit dem zehnten Phasenleiter 60, elften Phasenleiter 61 und zwölften Phasenleiter 62 gezeichnet. Sowohl der siebte Phasenleiter 55, der achte Phasenleiter 56 und der neunte Phasenleiter 57 als auch der zehnte Phasenleiter 60, der elfte Phasenleiter 61 und der zwölfte Phasenleiter 62 bilden dabei jeweils die Eckpunkte eines dritten gedachten Dreiecks 63 und die Eckpunkte eines vierten gedachten Dreiecks 64. Die am weitest voneinander entfernt liegenden Seiten des dritten gedachten Dreiecks 63 und des vierten gedachten Dreiecks 64 sind hier zueinander parallel gelegen. Die somit zueinander zeigenden Spitze der Dreiecke und an der Steller ihres geringsten Abstandes d2 der siebten Sammelschiene 58 zur achten Sammelschiene 59, nämlich der achten Phasenleiter 56 und der elfte Phasenleiters 61 , sind in gleicher Phaselage.
Der Vorteil dabei ist, wie auch in Figur 4a beschrieben, dass nur ein vergleichsweise kleinerer zweiter Abstand d2 des dritten Dreiecks zum vierten Dreieck gemäß einschlägiger Sicherheitsvorschriften notwendig ist.
In Figur 4c ist eine weitere Möglichkeit zur Anordnung von Phasenleiter in einem dritten Doppelsammelschienenmodul 65 dargestellt. Das vierte Gehäuse 66 des dritten Dop- pelsammelschienenmoduls 65 umschreibt einen dritten vom Gehäuse umschlossenen Innenraum 67. Der dritte vom Gehäuse umschlossene Innenraum 67 ist in zwei separate Gasräume, einen ersten Gasraum 27 und einem zweiten Gasraum 28 aufgeteilt, was durch eine Strich- Punkt- Linie gekennzeichnet ist. In dem ersten Gasraum 27 ist eine neunte Sammelschiene 68 mit einem dreizehnten Phasenleiter 69, einem vierzehnten Phasenleiter 70 und einem fünfzehnten Phasenleiter 71 angeordnet. Im zweiten Gasraum 28 ist eine zehnte Sammelschiene 72 mit einem sechzehnten Phasenleiter 73, mit einem siebzehnten Phasenleiter 74 und mit einem achtzehnten Phasenleiter 75 angeordnet. Die Phasenleiter je Sammelschiene sind dabei in einer Linie parallel zur Strich- Punkt- Linie angeordnet. Der Abstand d3 zwischen den Phasenleitern der neunten Sammelschiene 68 und der zehnten Sammelschiene 72 gleicher Phasenlage ist dabei gemäß dem einfachen Phasenleiterabstand als minimal gewählt.
Der dritte Abstand d3 kann wegen des einfachen Phasenspannungsabstands bei jeder Phase mit dem vergleichsweise geringen Abstand entsprechend d2 angesetzt werden. Dies führt zu einem Sammelschienengehäuse, das in dieser Ansicht besonders flach wirkt.
In den Fig. 4a, 4b, 4c ist jeweils ein Querschnitt eines Sammelschienenmoduls dargestellt. Dabei sind jeweils das Gehäuse sowie je drei Phasenleiter von je zwei Sammelschienen zu sehen. Es ist denkbar, innerhalb der Gehäuse der Sammelschienenmodule auch für jeden Phasenleiter je einen Trennschalter anzuordnen. Über solch einen Trennschalter ist, sofern er geschlossen ist, eine elektrische Verbindung zwischen dem Phasenleiter der Sammelschiene und einen Leistungsschalter herstellbar. Der Trennschalter ist beispielsweise als Drehtrenner oder als Schubtrenner ausgeführt. Anstelle eines reinen Trennschalters ist auch denkbar, einen an sich bekannten kombinierten Trenn-Erdschalter vorzusehen.
Das in Fig. 4c gezeigte Sammelschienenmodul weist für jede Sammelschiene je einen separaten Gasraum auf, welche durch die angedeutete Strich-Punkt-Linie voneinander getrennt sind. An der durch diese Strich-Punkt-Linie gekennzeichneten Stelle ist beispielsweise ein Schottisolator angeordnet, welcher die besagten Gasräume voneinander trennt. Auch in den in Fig. 4a und Fig. 4b dargestellten Sammelschienenmodulen ist ein Schottisolator anordenbar, welcher den Innenraum des jeweiligen Sammelschie- nengehäuses in zwei Gasräume trennt. Jede Sammelschiene ist dann in einem separaten Gasraum angeordnet.
Vorteilhaft besteht das Gehäuse eines solchen Sammelschienenmoduls aus zwei Gehäuseteilen, welche aneinander und an dem Schottisolator befestigt, insbesondere verschraubt, sind. Ein Gasraum ist dann jeweils von einem Gehäuseteil und dem Schottisolator umschlossen. Es ist denkbar, für jeden Gasraum einen separaten Anschlussflansch vorzusehen, durch welchen Anschlussleiter zu einem Leistungsschalter geführt sind. Die Anschlussleiter einer Sammelschiene sind dabei durch den selben Anschlussflansch geführt.
Bei einem solchen Sammelschienenmodul ergibt sich der Vorteil, dass zu Reparaturoder Wartungszwecken ein Gehäuseteil entfernt werden kann. In diesem Fall kann an der Sammelschiene, welche in dem dann geöffneten Gasraum angeordnet ist, gearbeitet werden, während in dem anderen Gasraum weiterhin das Isoliergas verbleibt, die Sammelschiene in dem zweiten Gasraum kann dann in Betrieb bleiben, also unter Spannung stehen.
Die in den Figuren 4a bis c dargestellter Möglichkeiten einer Anordnung der Phasenleiter in einem Doppelsammelschienenmodul können für Sammelschienenmodule mit Mehrfachsammelschienen, entsprechend angewandt werden.
So ist zum Beispiel bei fünf Sammelschienen bei dreiphasigem Betrieb im Bezug auf Figur 4a eine Anordnung möglich, bei der die Sammelschienen fünf Dreiecke bilden und im Gesamten betrachtet, die Form eines Pentagons bilden. Auch weitere Sammelschienen lassen sich dabei in einer kreisförmigen Anordnung in einem Sammelschie- nenmodul verwirklichen.
Auch Anordnungen auf asymmetrischer Basis sind realisierbar. Je nach Vorgabe für ein Gehäuse können verschiedenste Modelle aufgebaut werden.
In Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines vierten Sammelschienenmoduls 76 aufgeführt. Es ist dabei ein fünftes Gehäuse 77 des vierten Sammelschienenmoduls 76 dargestellt, in welchem fünften Gehäuse 77 parallel zwei Sammelschienen, nämlich eine elfte Sammelschiene 78 und eine zwölfte Sammelschiene 79 angeordnet sind, wobei die elfte Sammelschiene 78 die eingangsseitige darstellt, die zwölfte Sammelschiene 79 die ausgangsseitige. Jede der Sammelschienen hat dabei wenigstens zwei, jedoch gleich viele Phasenleiter, die der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt sind. Den Eingang der elften Sammelschiene 78 bildet ein neunter Anschlussflansch 84, den Abgang der zwölften Sammelschiene 79 ein zehnter Anschlussflansch 85. Im vierten Sammelschienenmodul 76 sind an der elften Sammelschiene 78 eingangsseitig ein erster interner Stromwandler 19 und an der zwölften Sammelschienen 79 ausgangssei- tig ein zweiter interner Stromwandler 20 angebracht. Der erste 19 und der zweite interne Stromwandler 20 sind in einem vom fünften Gehäuse 77 gebildeten dritten gasisolierten Raum angeordnet.
Auf der zwölften Sammelschiene 79 ist ein dritter Leistungsschalter 80 zum Schalten einer elektrischen Anlage ausgebildet. Mit den vierten Sammelschienenmodul 76 ist ein zweiter Trenner- / Erder- Kombinationsschalter 81 als separates Modul über einen siebten Anschlussflansch 82 und einen achten Anschlussflansch 83 verbunden. Der siebte Anschlussflansch 82 ist dabei am Abgang der elften Sammelschiene 78, der achte Anschlussflansch 83 ist am Eingang der zwölften Sammelschiene 79 angeordnet.
Figur 5 zeigt das vierte Sammelschienenmodul 76 im ausgeschalteten Betriebszustand. Die Betriebssituation des vierten Sammelschienenmoduls 76 ist dabei so gewählt, dass ein Stromfluss eingangsseitig über einen neunten Anschlussflansch 84, der elften Sammelschiene 78 und dem ersten internen Stromwandler 19 in das vierte Sammelschienenmodul 76 fließt. Der Strom wird von der elften Sammelschiene 78 über den siebten Anschlussflansch 82 wieder aus der elften Sammelschiene 78 heraus außen geführt. Mit diesem ist ein Modul mit einen zweiten Trenner- / Erder- Kombinationsschalter 81 verbunden, so dass der Stromfluss über diesen zweiten Trenner- / Erder- Kombinationsschalter 81 fließt. Von diesem zweiten Trenner- / Erder- Kombinationsschalter 81 ist durch eine elektrische Verbindung über einen achten Anschlussflansch 83 mit der zwölften Sammelschiene 79 des Sammelschienenmoduls 1 geschaffen. Von dort aus fließt der Strom über den dritten Leistungsschalter 80 und dem zweiten internen Stromwandler 20 der auf zwölften Sammelschiene 79. Der Strom wird von der zwölften Sammelschiene 79 an einen zehnten Anschlussflaπsch 85 geführt und ist derart zur weiteren Verwendung in anderen Modulen bereitgestellt.
Eine Zuschaltung zum Netz des vierten Sammelschienenmoduls 76 (vgl. Figur 2) ist wie folgt durchführbar:
Ausgangssituation ist es, dass der zweite Trenner- / Erder- Kombinationsschalter 81 eine Schaltstellung zum Erden aufweist, die als Endstellung bezeichnet wird. Zum Einschalten wird zunächst der Trenner- / Erder- Kombinationsschalter 81 auf eine Mittelstellung gebracht. Sobald die Mittelstellung (oder neutrale Position) des zweiten Trenner- / Erder- Kombinationsschalter 81 erreicht ist, wird der zweite Trenner- / Erder- Kombinationsschalter 81 durch einen Antrieb so geschalten, dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der elften Sammelschiene 78 und der zwölften Sammelschiene 79 hergestellt ist. Sobald dies erfolgt ist, wird der dritte Leistungsschalter 80 durch den Antrieb beaufschlagt. Nach Durchführung dieses Schrittes ist die ausgangs- seitig angeschlossene elektrische Anlage zum Netz geschaltet.
Das Ausschalten der Anlage und somit Trennen der elektrischen Anlage vom Netz erfolgt durch Öffnen des vierten Leistungsschalter 76. Im Anschluss daran wird der zweite Trenner- / Erder- Kombinationsschalter 81 so beaufschlagt, dass dieser sich zunächst in einer Mittelstellung („aus") befindet und die zwölfte Sammelschiene 79 vom Netz trennt. Anschließend wird die zwölfte Sammelschiene 79 über eine weitere Beaufschlagung des zweiten Trenner- / Erder- Kombinationsschalters 81 in einer „Erden-Stellung" und damit das Potential der zwölften Sammelschiene 79 bei eventuell auftretende Strömen auf Erdpotential geleitet.

Claims

Patentansprüche
1. Sammelschienenmodul für eine gasisolierte Hochspannungsschaltanlage, mit einem Gehäuse und mit wenigstens zwei Phasen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Sammelschienen mit jeweils den wenigstens zwei Phasen im Gehäuse angeordnet sind und dass die sich entsprechenden Phasen jeder Sammelschiene voneinander elektrisch getrennt angeordnet sind.
2. Sammelschienenmodul nach einen Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse wenigstens zwei separate Gasräume aufweist.
3. Sammelschienenmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse wenigstens zwei Gehäuseteile aufweist und dass durch die wenigstens zwei Gehäuseteile ein gasdichter Gasraum ausgebildet ist.
4. Sammelschienenmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile mit Verbindungselementen, insbesondere mit Stegen, verbunden sind und / oder verschweißt sind.
5. Sammelschienenmodul nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse mindestens einen gemeinsamen Anschlussflansch an mindestens einer Anschlussseite des Gehäuses für die mindestens zwei Sammelschienen aufweist.
6. Sammelschienenmodul nach einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse jeweils einen Anschlussflansch für jede der wenigstens zwei Sammelschienen an mindestens einer Anschlussseite aufweist.
7. Sammelschienenmodul nach einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen Anschlussflansch für jeden der mindestens zwei Phasenleiter an mindestens einer Anschlussseite aufweist.
8. Sammelschienenmodul nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse mindestens ein Wandler je Phase und / oder ein Wandler je Phasenleiter einer Sammelschiene angeordnet ist vorzugsweise im Nahbereich eines Anschlussflansches.
9. Sammelschienenmodul nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der mindestens zwei Sammelschienen dreiphasig ausgebildet ist, dass die Phasenleiter jeder Sammelschiene als Querschnittsansicht zu deren Längserstreckung die Eckpunkte eines gedachten Dreiecks bilden, und dass diejenigen Seiten der gedachten Dreiecke parallel angeordnet sind, die den geringsten Abstand zueinander aufweisen, wobei die gedachten Dreiecke voneinander beabstandet sind.
10. Sammelschienenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei dreiphasigem Betrieb im Gehäuse die Phasenleiter je Sammelschiene im Querschnitt zu deren Längserstreckung ein gedachtes Dreieck bilden und die am weitesten entfernt liegenden Seiten des gedachten Dreiecks zueinander parallel sind, wobei die gedachten Dreiecke voneinander beabstandet sind.
11. Sammelschienenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei dreiphasigem Betrieb im Gehäuse die Phasenleiter im Querschnitt zu deren Längserstreckung jeder Sammelschiene auf einergedachten geraden Linie gelegen und die Linien zueinander parallel sind.
12. Sammelschienenmodul nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse im Querschnitt zu seiner deren Längserstreckung eine in etwa ovale Gestallt aufweist.
13. Sammelschienenmodul nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammelschienenmodul wenigstens einen Trenner und / oder wenigstens einen Leistungsschalter aufweist.
14. Sammelschienenmodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Trenner und / oder wenigstens eine Leistungsschalter durch einen Antrieb, insbesondere einen sequentiellen Antrieb, beaufschlagbar ist.
15. Sammelschienenmodul nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb mit wenigstens zwei der Geräten Trenner und / oder Leistungsschalter zusammenarbeitet.
16. Sammelschienenmodul nach einen der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsschalter und / oder der Erder und / oder der Wandler und / oder der Trenner im Gasraum oder separat in weiteren Räumen angeordnet sind.
17. Sammelschienenmodul nach einen der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Sammelschienen eine Abzweigung und einen zugehörigen Abgang am Gehäuse aufweist.
18. Sammelschienenmodul nach einen der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses des Sammelschienenmoduls für jeden Phasenleiter ein Trennschalter vorgesehen ist.
19. Sammelschienenmodul nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennschalter als kombinierter Trenn-Erdschalter ausgebildet ist.
20. Gasisolierte Hochspannungsschaltanlage, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sammelschienenmodul nach einem der vorgenannten Ansprüche enthalten ist.
21. Gasisolierte Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Schaltgeräte, insbesondere Leistungsschalter und / oder Erder und / oder Trenner, die in verschiedenen Modulen angeordnet sind, durch einen gemeinsamen Antrieb beaufschlagbar sind.
22. Gasisolierte Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb von / an einem sammelschienenfremden Modul angeordnet ist.
Bezugszeichenliste
Erstes oäi i in iöiäCπiβnenmoάui
Erste Sammelschiene
Zweite Sammelschiene
Erster Phasenleiter
Zweiter Phasenleiter
Dritter Phasenleiter
Vierter Phasenleiter
Fünfter Phasenleiter
Sechster Phasenleiter
Erster Leistungsschalter
Erster Trenner- / Erder- Kombination
Gemeinsamer Anschlussflansch
Erster Anschlussflansch
Zweiter Anschlussflansch
Erster Antrieb
Erster Trennerschalter
Erster Erderschalter
Gasisolierte Hochspannungsschaltanlage
Erster interner Stromwandler
Zweiter interner Stromwandler
Erster externer Stromwandler
Zweiter externer Stromwandler
Dritter Anschlussflansch
Vierter Anschlussflansch
Erster gasisolierter Raum
Erstes Gehäuse
Erster Gasraum
Zweiter Gasraum
Erster Pfeil
Zweiter Pfeil
Dritter Pfeil Vierter Pfeil
Fünfter Pfeil
Sechster Pfeil
Siebter Pfeil
Zweiter Antrieb
Zweiter Leistungsschalter
Zweiter Trennerschalter
Zweiter Erderschalter
Zweites Sammelschienenmodul
Drittes Sammelschienenmodul
Dritte Sammelschiene
Vierte Sammelschiene
Fünfter Anschlussflansch
Sechster Anschlussflansch
Zweites Gehäuse
Zweiter gasisolierter Raum
Erstes Doppelsammelschienenmodul
Fünfte Sammelschiene
Sechste Sammelschiene
Drittes Gehäuse
Erstes Dreieck
Zweites Dreieck
Zweites Doppelsammelschienenmodul
Siebter Phasenleiter
Achter Phasenleiter
Neunter Phasenleiter
Siebte Sammelschiene
Achte Sammelschiene
Zehnter Phasenleiter
Elfter Phasenleiter
Zwölfter Phasenleiter
Drittes Dreieck
Viertes Dreieck
Drittes Doppelsammelschienenmodul 6 Viertes Gehäuse 7 Dritter vom Gehäuse umschlossener Innenraum
68 Neunte Sammelschiene
69 Dreizehnter Phasenleiter
70 Vierzehnter Phasenleiter
71 Fünfzehnter Phasenleiter
72 Zehnte Sammelschiene
73 Sechzehnter Phasenleiter
74 Siebzehnter Phasenleiter
75 Achtzehnter Phasenleiter
76 Viertes Sammelschienenmodul
77 Fünftes Gehäuse
78 Elfte Sammelschiene
79 Zwölfte Sammelschiene
80 Dritter Leistungsschalter
81 Zweiter Trenner- / Erder- Kombinationsschalter
82 Siebter Anschlussflansch
83 Achter Anschlussflansch
84 Neunter Anschlussflansch
85 Zehnter Anschlussflansch
86 Erste Anschlussseite
87 Zweite Anschlussseite d1 Erster Abstand d2 Zweiter Abstand d3 Dritter Abstand
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