Beschreibung Die Erfindung betrifft eine SFβ-gasisolierte Schaltanlage für Verteilernetze mit Last¬ trennschalterkabelfeldern und einer Lasttrennschalter-Sicherungskombination oder einem Leistungsschalter mit einer Trennstrecke (Leistungstrennschalter) für den Transformatorschutz.

Derartige Schaltanlagen sind bekannt. In Netzverteilerstationen werden in der Regel Mittelspannungsschaltanlagen mit drei Schaltfeldern eingesetzt, von denen zwei mit Ringkabeln verbunden und ein Schaltfeld mit Hochspannungssicherungen oder einem Leistungstrennschalter für einen Transformatorabzweig ausgestattet sind.

Aus der DE-OS 38 20 489 ist eine SFß-gasisolierte Lasttrennschalteranordnung bekannt, bei der die Lasttrennschalter in einem gekapselten, mit Schwefelhexafluo- rid (SFβ) gefüllten Gehäuse angeordnet sind, je Phase ein festes und bewegliches Kontaktstück, einen Erdungskontakt, und eine aus Löschblecheπ bestehende Löscheinrichtung aufweisen, und bei der die festen Kontaktstücke gleicher Phasen direkt auf einer Sammelschiene befestigt und die Löscheinrichtungen jeweils neben diesen direkt auf der Sammelschiene angeordnet sind.

Um eine derartige Schaltanlage kleiner halten und montagetechnisch freundlicher gestalten zu können, sind in einer Weiterentwicklung, die zum Gegenstand der DE 40 11 397 C2 geführt hat, wesentliche Teile der Lasttrennschalter in einer vorgefer¬ tigten Baugruppe zusammengefaßt worden, die in das zunächst offene Gehäuse eingeschoben und mit diesem verbunden wird. Die zur Erdungsvorrichtung gehö¬ renden Erdungskontakte sind bei dieser Schaltanlage an der Schalterwelle befestigt und in einfache Weise montierbar.

Die an den Phasen der Lasttrennschalter oder des Leistungstrennschalters ange¬ ordneten Lichtbogenlöscheinrichtungen haben die Aufgabe, den an diesen auftre¬ tenden Lichtbogen rasch zu löschen, der beim Ausschalten durch das Öffnen der Kontakte und das Verdampfen der letzten Metallbrücke durch die Stromwärme ent-

steht, um die Schaltfähigkeit der Schalter sicherzustellen. Bei Wechselstrom kommt es darauf an, die Ladungsträger in der kurzen Zeit zwischen einem Stromnulldurch¬ gang und dem Aufschwingen der wiederkehrenden Spannung wirksam zu verrin¬ gern.

Außer den aus Löschblechen bestehenden Löscheinrichtungen sind weitere Löscheinrichtungen für elektrische Schaltgeräte bekannt, so auch Löschspulen, in die der entstehende Lichtbogen kommutiert wird und infolge des die Spule dann durchfließenden Stromes ein Magnetfeld erzeugt, das bewirkt, daß der Lichtbogen rotiert und schließlich gelöscht wird. So beschreibt die EP 0 012 522 ein elektrisches Schaltgerät mit Löschspulen an den Festkontakten. Auch die EP 0 021 577, die EP 0 058 007 und die EP 0 313 106 B1 haben elektrische Schaltgeräte mit Löschspulen als Lichtbogenlöscheinrichtungen zum Gegenstand.

Bei den eingangs erwähnten SFδ-Schaltanlagen ist der Lasttrennschalter eines Schaltfeldes mit einem Sicherungsanbau mit Hochspannungssicherungen mit Schlagstift kombiniert, die gegebenenfalls gekapselt sind, wobei der Lasttrennschal¬ ter mit einem Speicherantrieb mit Auslösespeicher ausgerüstet ist, der durch einen Schlagstift einer dieser Sicherungen über ein Auslösegestänge betätigbar ist. Hin¬ sichtlich des Zusammenwirkens der Sicherungen mit dem Lasttrennschalter bleiben Wünsche offen. Auch bezüglich der Ausschaltleistung (Höhe des Sicherungs- Nennstromes) und der mit dieser verbundenen Erfüllung der Trennstreckenbedin¬ gungen sind hinsichtlich der als Löscheinrichtung verwendeten Löschblechanord¬ nung Grenzen gesetzt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine SF6-gasisolierte Schaltanlage nach dem Oberbe¬ griff des Anspruchs 1 mit erhöhtem Ausschaltvermögen bei gleichbleibendem Raumbedarf für die Schalteranordnung zu schaffen.

Dabei müssen sowohl der Lasttrennschalter als auch der Leistungstrennschalter so ausgebildet sein, daß sie die Trennstreckenbedingungen erfüllen, also in Abhängig¬ keit von der Nennspannung eine geforderte Spannungsfestigkeit aufweisen. Ebenso müssen beide Schalter so ausgebildet sein, daß sie ihre Schaltfähigkeit sicherstel-

len, indem sie dazu den Schaltlichtbogen auf kürzestem Wege kontrollieren und löschen.

Diese Aufgabe wird bei einer SFδ-gasisolierten Schaltanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Die gattungsge¬ mäße Schaltanlage umfaßt mehrere Schaltfelder mit dreipoligen Lasttrennschaltern und einer Erdungsvorrichtung, von denen ein Schaltfeld mit einem als Transforma¬ torschalter ausgebildeten Lasttrennschalter ausgerüstet ist, dessen Phasen mit Sicherungen kombiniert sind, oder einen Leistungstrennschalter aufweisen kann, und bei der die festen Kontakte der Phasen L1 , L2 und L3 mit Sammelschienen fest verbunden sind, an denen Löscheinrichtungen für die einzelnen Phasen angeordnet sind, wobei erfindungsgemäß die Löscheinrichtungen für die Phasen L1 , L2 und L3 des als Transformatorschalter ausgebildeten Schalters mit einer den übrigen Schal¬ tern entsprechenden Schaltkontaktanordnung Löschspulen und die Löscheinrich¬ tungen für die Phasen der übrigen Trennschalter bekannterweise Löschkammern mit Löschblechen sind.

Dabei sind die Trennstreckenbedingungen bei einem Leistungstrennschalter erfüllt und die Mittel zur Sicherung der Schaltfähigkeit - bei den für die Schalter mit Lösch¬ kammern gegebenen Raumverhältnissen und einer diesen entsprechenden Schalt¬ kontaktanordnung - gegeben, wenn die Löschspulen derart angeordnet und ausge¬ bildet sind, daß deren Spulenachse mit dem in Ausschaltstellung befindlichen Schaltkontakt festkontaktseitig einen stumpfen Winkel einschließt und das freie Ende des in Ausschaltposition befindlichen Schaltkontaktes im Bereich der Spulen¬ achse liegt, daß der Spulenradius mindestens dem Abstand zwischen dem in Aus¬ schaltposition befindlichen Schaltkontakt und dem Festkontakt entspricht und daß der festkontaktseitige Spulenkantenbereich einen minmalen Abstand zum Festkon¬ takt und dem freien Ende des vorbeibewegten Schaltkontaktes aufweist.

Bei einem Lasttrennschalter sind die Trennstreckenbedingungen erfüllt und die Mit¬ tel zur Sicherstellung der Schaltfähigkeit gegeben, wenn die Löschspulen derart an¬ geordnet und ausgebildet sind, daß deren Spulenachse mit dem in Ausschaltpostion befindlichen Schaltkontakt festkontaktseitig einen rechten oder stumpfen Winkel

einschließt und die Löschspulen jeweils ein den Fußpunkt des Lichtbogens über¬ nehmendes Leitelement aufweisen, das bis in die unmittelbare Nähe des Festkon¬ taktes reicht und tangential zur Bewegungsbahn des freien Endes des Schaltkontak¬ tes angeordnet ist. Zur Sicherstellung der Schaltfähigkeit des Lasttrennschalters spielt das Leitelement eine wesentliche Rolle. Es transportiert den zwischen dem Schaltmesser und dem Kontakt entstehenden Lichtbogen längs des Leitelementes in die Spule. Dabei bleibt der Lichtbogen wegen des geringen Abstandes sehr kurz, erreicht aber schnell und sicher die Innenbahn der Löschspule. Das Leitelement hat daher die Aufgabe, eine Anordnung der bei einem Lasttrennschalter gegenüber einem Leistungstrennschalter kleineren Löschspule im Abstand zum Sammelschie- nenkontakt und bei dieser Anordnung das Überwechseln des Lichtbogens in die Löschspule zu ermöglichen.

Die Anordnung von Löschspulen an dem Transformatorschalter führt zu einem erhöhten Ausschaltvermögen der Schaltanlage bei einem gegebenen unveränderten Anordnungsraum, wobei den erhöhten Anforderungen für Lasttrennschalter-Siche¬ rungskombinationen oder auch der Ausschaltung von Kurzschlußströmen Rechnung getragen werden kann, und stellt somit einen erheblichen technischen Fortschritt dar.

Die Löschspule und der Festkontakt für die jeweilige Phase L1 , L2 und L3 können dabei zweckmäßigerweise an einem gemeinsamen Querträger angeordnet sein, der mit der Sammelschiene für die jeweilige Phase verbunden ist und zu dem der bewegliche Schaltkontakt verschwenkbar angeordnet ist, derart, daß dieser aus der am Festkontakt gegebenen Einschaltpostion in eine parallel zum Querträger gege¬ bene Ausschaltposition und über diese hinaus in eine Erdungsposition schwenkbar ist.

Die Löschspulen können dabei so angeordnet sein, daß deren Spulenachse mit dem in Ausschaltposition befindlichen Schaltkontakt auf der dem Festkontakt zugewand¬ ten Seite einen stumpfen Winkel einschließt, vorzugsweise 165° bis 175°. oder senkrecht zu dem in Ausschaltposition befindlichen Schaltkontakt angeordnet ist.

Bei letzterer Löschspulenanordnung befindet sich der Festkontakt im Zentrum der Löschspule, und das Leitelement ist in das Spuleninnere gerichtet.

Zur Vermeidung von verstärktem Abbrand an den Kanten der Kontakte bei höheren Abschaltströmen (Leistungstrennschalter) können die freien Enden der beweglichen Schaltkontakte und die Abreißkanten der Festkontakte mit Kappen und Abbrandlei- sten versehen sein, die aus abbrandfesterem Material als das jeweilige Kontaktma¬ terial bestehen.

Schließlich können zur Erleichterung der Montage und zur Reduzierung des für die Montage erforderlichen Platzes in der Schaltanlage die Löschspulen und die Lösch¬ kammern mit einer in das an der Rückseite zunächst offene Gehäuse einschiebba¬ ren Baugruppe verbunden sein. Diese Baugruppe kann aus den Sammelschienen, den mit Querträgern an diesen befestigten Festkontakten, Stützern für die Querträ¬ ger und Haltevorrichtungen zur Anordnung am Gehäuse gebildet sein. Die drei zur Erdungsvorrichtung gehörenden Erdungskontakte sind an den Schalterwellen befestigt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine erfindungsgemäße SF6-gasisolierte Schaltanlage in Draufsicht

(Lasttrennschalter), Fig. 2: die Schaltanlage in Rückansicht (Leistungstrennschalter), Fig. 3: eine Phase des mit Sicherungen kombinierten Lasttrennschalters, Fig. 4: eine andere Ausführung einer Phase des mit Sicherungen kombinierten

Lasttrennschalters und Fig. 5: eine andere Fest- und Schaltkontaktausführung bei einem

Leistungstrennschalter.

Nach Fig. 1 besteht die gasisolierte Schaltanlage aus einem gasdichten Gehäuse 1 , in dem drei Schaltfelder I, II und III mit jeweils einem dreipoligen Lasttrennschalter und einer Erdungsvorrichtung untergebracht sind. Das Schaltfeld I beherbergt einen

als Transformatorschalter ausgebildeten Lasttrennschalter, dessen Phasen L1 , L2 und L3 über Durchführungen 2 mit Sicherungen (nicht dargestellt) kombiniert sind.

Die Lasttrennschalter besitzen als bewegliche Schaltkontakte Schaltmesser 3, die als Doppelmesser ausgebildet sind. Für die Phase L2 ruhen die Schaltmesser 3 jeweils direkt auf den jeweiligen Durchführungen 2, für die Phasen L1 und L3 sind besondere Schaltmesserstützer eingesetzt, die mit den zugehörigen Durchführun¬ gen 2 durch Lagerstücke verbunden sind (nicht dargestellt). Die Durchführungen 2 befinden sich sämtlich an der Vorderseite 4 des Gehäuses 1. Die Betätigung der Schaltmesser 3 erfolgt über eine an den Wänden des Gehäuses 1 gelagerte Schal¬ terwelle 5, die über einen Hebel 6 und eine Koppelstange 7 mit dem Schaltmesser 3 verbunden ist. Mit der Schalterwelle 5 ist ein Erdungskontakt 8 direkt verbunden.

Die Schaltmesser 3 können drei Stellungen einnehmen. Im eingeschalteten Zustand kontaktiert das jeweilige Schaltmesser 3 einen mit einer Sammelschiene 9 fest ver¬ bundenen Festkontakt 10. Der Einschaltzustand ist im Schaltfeld III dargestellt. Im ausgeschalteten Zustand ist das jeweilige Schaltmesser 3 in eine Postion gebracht, die zwischen dem Festkontakt 10 und dem Erdungskontakt 8 liegt. Dieser Schaltzu¬ stand ist im Schaltfeld II dargestellt. Im geerdeten Zustand kontaktiert das jeweilige Schaltmesser 3 den Erdungskontakt 8, dargestellt im Schaltfeld I.

Im Gehäuse 1 befinden sich drei Sammelschienen 9, an denen jeweils die Festkon¬ takte 10 der jeweiligen Phasen L1 , L2 und L3 der Lasttrennschalter angeordnet sind. Des weiteren sind an den Sammelschienen 9 für jede Phase L1 , L2 und L3 Lösch¬ einrichtungen angeordnet, von denen die Löscheinrichtungen an den Phasen der sicherungsfreien Lasttrennschalter der Schaltfelder II und III mit Löschblechen aus¬ gestatte Löschkammern 12 und die Löscheinrichtungen an den Phasen des mit den Sicherungen kombinierten Lasttrennschalters des Schaltfeldes I Löschspulen 13a sind. Diese (13a) und die Festkontakte (10) sind an einem mit der jeweiligen Sam¬ melschiene 9 verbundenen Querträger 14 angeordnet, zu dem die Schaltmesser 3 in Ausschaltposition parallel ausgerichtet sind. Die Löschspulen 13a sind derart ange¬ ordnet, daß deren Spulenachse A mit dem in Ausschaltposition befindlichen Schalt-

kontakt 3 auf der dem Festkontakt 10 zugewandten Seite einen stumpfen Winkel α von etwa 165° einschließt (Fig. 2).

Die Löschspulen 13a und die Löschkammern 12 sind mit den Sammelschienen 9, den an Querträgern 14 angeordneten und über diese mit den Sammelschienen 9 fest verbundenen Festkontakten 10, Stützern 15 für die Querträger 14, Haltevorrich¬ tungen 16 und Streben 18 zur Anordnung am Gehäuse 1 zu einer Baueinheit zusammengefügt, die über die Rückseite 19 in das Gehäuse 1 einschiebbar ist, bevor dasselbe gasdicht verschlossen ist.

Die Löschspulen 13a weisen jeweils ein elektrisch mit dem Ende der Spulenwicklung verbundenes Leitblech 17 in unmittelbarer Nähe des jeweiligen Festkontaktes 10 auf, das die Breite eines Schaltmessers 3 hat und tangential zur Bewegungsbahn des freien Endes desselben angeordnet ist.

Fig. 2 zeigt die drei Sammelschienen 9 und die an diesen über Sammelschienenab- schnitte 9a angeordneten Löschspulen 13. Diese sind an den Querträgern 14, die auch die Festkontakte 10 tragen, fest angeordnet, wobei die Querträger wiederum über die Stützer 15, Haltevorrichtungen 16 und Streben 18 am Gehäuse gehaltert sind. Es ist zu erkennen, daß das Schaltfeld I (Leistungstrennschalter) keinen grö¬ ßeren Anordnungsraum im Gehäuse 1 als die Schaltfelder II und III beansprucht.

In Fig. 3 ist die Anordnung einer Löschspule 13a an einer Phase vergrößert darge¬ stellt. Die Löschspule 13a ist an einer Lasche 20 gehaltert, die sowohl mit dem Win¬ dungsanfang der Löschspule 13a als auch mit dem Querträger 14 und damit mit der Sammelschiene 9 elektrisch gekoppelt ist.

Fig. 4 zeigt eine alternative Löschspulenanordnung für die gleiche Schaltanlage, bei der die Löschspulen 13a an einer Lasche 21 derart angeordnet sind, daß die Spu¬ lenachse A mit dem in Ausschaltposition befindlichen Schaltmesser 3 einen rechten Winkel ß einschließt, wobei die Löschspulen 13a die Festkontakte 10 umschließen. Die Löschspulen 13a weisen wiederum ein elektrisch mit dem Ende der Spulenwick¬ lung verbundenes Leitblech 17 in unmittelbarer Nähe des jeweiligen Festkontaktes

10 auf, das die Breite eines Schaltmessers 3 hat und tangential zur Bewegungsbahn des freien Endes desselben angeordnet ist.

Die freien Enden der Schaltmesser 3 können bei den dargestellten Ausführungsfor¬ men der erfindungsgemäßen Schaltanlage für höhere Abschaltströme zur Erhöhung der Abbrandfestigkeit mit Kappen 22 und die Festkontakte 10 mit Abbrandleisten 23 versehen sein. Das Material der Kappen 22 und der Abbrandleisten 23 ist abbrand- fester als das Grundmaterial des jeweiligen Kontaktes 3 oder 10 (Fig.5).