Beschreibung

Wandleranordnung einer metallgekapselten, gasisolierten Schaltanlage sowie metallgekapselte, gasisolierte Schaltan- läge

Die Erfindung betrifft eine Wandleranordnung einer metallgekapselten, gasisolierten Schaltanlage mit einem gießharzisolierten Wandler, der über einen elektrischen Anschluss an die Schaltanlage, insbesondere eine Mittelspannungsschaltanlage angeschlossen ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine metallgekapselte, gasisolierte Schaltanlage mit mindestens einer Wandleranordnung.

üblicherweise werden derartige Wandleranordnungen für die fortlaufende überwachung der Spannung der Schaltanlage verwendet. Dabei sind die herkömmlichen Wandleranordnungen räumlich von der Schaltanlage getrennt über aufwändige Hochspan ^¬ nungskabel und Steckadapter am Kabelanschluss der Schaltan- läge, insbesondere mit dem Stromanschluss innerhalb des gas ^¬ isolierten Behälters verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wandleranord ^¬ nung anzugeben, welche einfach, räumlich optimal und kosten- günstig aufgebaut ist. Darüber hinaus ist eine Schaltanlage mit einer Wandleranordnung zu vereinfachen, insbesondere räumlich optimal zu gestalten.

Hinsichtlich der Wandleranordnung wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hinsichtlich der Schaltanlage wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 10 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Wandleranordnung einer gasisolierten Schaltanlage umfasst einen gießharzisolierten Wandler mit ei-

nem elektrischen Anschluss zum Anschließen an die Schaltanlage, wobei der elektrische Anschluss als eine elektrische Verbindungsleitung ausgebildet ist, die mit einer an einen gasisolierten Behälterraum der Schaltanlage anschließbaren luftisolierten Stromdurchführung verbindbar ist. Durch den Einsatz einer an einen gasisolierten Behälterraum anschließbaren luftisolierten Stromdurchführung ist eine hinreichend gute Isolation gegeben, so dass als Wandler ein einfacher gießharzisolierter Wandler verwendet werden kann, der mittels einer einfachen elektrischen Verbindungsleitung an die luftisolierte Stromdurchführung anschließbar ist. Aufwändige, aus dem Stand der Technik bekannte Steckadapter und Hochspannungskabel sind hierdurch sicher vermieden. Dabei ist der Wandler bevorzugt als Spannungswandler ausgeführt. Somit ist eine einfache und kostengünstige Spannungsmessung ermöglicht.

In einer möglichen Ausführungsform ist die Verbindungsleitung als eine Niederspannungsleitung, insbesondere eine PVC iso ^¬ lierte Leitung ausgebildet. Bevorzugt ist die Verbindungslei- tung kunststoffummantelt. Hierdurch sind ein hinreichend gu ^¬ ter Isolierschutz sowie ein Schutz gegenüber mechanischen Beanspruchungen und vor Verschmutzung gegeben.

Zweckmäßigerweise ist die luftisolierte Stromdurchführung aus zumindest einer an einem Ende der Stromdurchführung angeordneten Isolierabdeckung und einem Durchführungsstützer gebildet. Dabei ist die Isolierabdeckung (auch Isoliermanschette, Steuerkappe oder -manschette genannt) aus isolierendem Mate ^¬ rial, z. B. Silikon, mit einer innen liegenden, elektrisch leitenden Steuerschicht, z. B. eine schwarze Schicht, gebil ^¬ det und beispielsweise topfartig auf das dem Behälterraum ge ^¬ genüberliegende Ende der Stromdurchführung aufgesetzt. In ei ^¬ ner möglichen Ausführungsform kann die Isolierabdeckung beispielsweise eine weitgehend kugelförmige Außenkontur aufwei- sen. Insbesondere dient die Isolierabdeckung der Steuerung des elektrischen Feldes. Durch eine derartige, endseitig eine Isolierabdeckung aufweisende Stromdurchführung sind eine kom-

pakte Bauweise der Wandleranordnung und deren Anordnung in dem kompakten Kabelanschlussraum ermöglicht.

Für eine gute Luftisolation der Wandleranordnung gegenüber der Schaltanlage weist der Durchführungsstützer vorzugsweise eine rippenförmige Stützer-Außenkontur auf. Mit anderen Worten: Der Durchführungsstützer ist in Längsdehnung aus mehreren übereinander angeordneten, ringförmigen, koaxialen Isolierrippen gebildet. Hierdurch ergibt sich ein hinreichend großer Luftabstand zur dielektrischen Abdichtung.

In einer einfachen Ausführungsform ist der Durchführungsstützer als gießharzisolierter Kupferbolzen ausgebildet. Die Isolierabdeckung ist insbesondere als ein Silikonkörper mit ei- ner innen liegenden, elektrisch leitenden Steuerschicht ausgeführt und dient als Feldsteuerelektrode.

Zweckmäßigerweise ist der Wandler als ein Innenraum-Wandler, z. B. ein Innenraum-Spannungswandler, ausgebildet. Durch An- bindung des Wandlers über die luftisolierte Stromdurchführung an den Gasbehälter kann als Spannungswandler ein herkömmlicher kostengünstiger gießharzisolierter Spannungswandler eingesetzt werden.

Durch mittels der Stromdurchführung bewirkte hinreichend gute Luftisolation sind der Wandler und die Stromdurchführung jeweils an die Verbindungsleitung mittels einer einfachen Schraubklemme angeschlossen. Auch ist der Sekundäranschluss des Wandlers als Schraubklemme ausgeführt. Somit ist ein be- sonders einfacher und kostengünstiger elektrischer Anschluss zwischen Wandler und Stromdurchführung gegeben. Aufwändige Hochspannungskabel und Steckadapter sind sicher vermieden.

Hinsichtlich der metallgekapselten, gasisolierten Schaltan- läge weist diese für einen einfachen und Bauraum optimierten sowie kostengünstigen Aufbau eine der Anzahl von Phasen entsprechende Anzahl von Wandleranordnungen auf, deren Wandler über eine luftisolierte Stromdurchführung am gasisolierten

Behälterraum anschließbar sind. Dabei ist die Wandleranord ^¬ nung, d.h. die luftisolierte Stromdurchführung, der Wandler und der diese beiden verbindende elektrische Anschluss, außerhalb des gasisolierten Behälterraums bevorzugt im Kabel- anschlussraum angeordnet. Hierdurch kann die Wandleranord ^¬ nung, insbesondere der Wandler, z. B. ein Spannungswandler, als eine herkömmliche Innenraum-Anordnung ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Spannungswandler als ein herkömmlicher gießharzisolierter Wandler ausgeführt.

In einer möglichen Ausführungsform ist der elektrische Anschluss zwischen der Stromdurchführung und dem Wandler geradlinig oder abgewinkelt ausgebildet. Auch kann jede andere ge ^¬ eignete Form für die elektrische Verbindungsleitung vorgese- hen sein.

Je nach Aufbau der Schaltanlage können mehrere Wandleranord ^¬ nungen phasenweise parallel nebeneinander angeordnet sein. Dabei ist je Phase eine Wandleranordnung vorgesehen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 schematisch eine metallgekapselte, gasiso ^¬ lierte Schaltanlage mit mehreren im Kabelan ^¬ schlussraum angeordneten Wandleranordnungen, und

Fig. 2 und 3 schematisch verschiedene Ausführungsbeispiele für eine im Kabelanschlussraum angeordnete Wandleranordnung im Detail.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt eine metallgekapselte, gasisolierte Schaltan ^¬ lage 1 für Mittelspannung, insbesondere mit einer mittleren Spannungsebene von bis zu 36 kV. Dabei ist die Schaltanlage 1 als Innenraumschaltanlage in einem Schaltschrank 2 aus Metall angeordnet (= metallgekapselt) .

Der Schaltschrank 2 für die Schaltanlage 1 ist in einen Sam- melschienenraum 3 mit Sammel-Durchführungsstützer 3.1 bis 3.3 für eine nicht näher dargestellte Sammelschiene, einen gas- isolierten Behälterraum 4 und einen Kabelanschlussraum 5 unterteilt. Im gasisolierten Behälterraum 4 (auch Leistungsschalterraum genannt) ist ein Schaltgerät 4.1, beispielsweise ein Dreistellungs-Lasttrennschalter angeordnet, der über einen außerhalb des gasisolierten Behälterraums 4, beispiels- weise seitlich von diesem angeordneten zugehörigen Antrieb 4.2 geschaltet wird. Unterhalb des gasisolierten Behäl ^¬ terraums 4 ist der Kabelanschlussraum 5 angeordnet.

Für eine leichtzugängliche und insbesondere einfach ablesbare Positionierung einer Wandleranordnung 6 zur Messung zumindest der Spannung in der Schaltanlage 1 ist die Wandleranordnung 6 als Innenraumwandler ausgebildet und im Kabelanschlussraum 5 angeordnet .

Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 umfasst die Wandleranord ^¬ nung 6 drei Wandler 6.1.1 bis 6.1.3, z. B. Spannungswandler. Dabei richtet sich die Anzahl der Wandler 6.1.1 bis 6.1.3 nach der Anzahl der Phasen der Schaltanlage 1. Insbesondere sind die Wandler 6.1.1 bis 6.1.3 phasenweise parallel neben- einander angeordnet, wobei je Phase ein Wandler 6.1.1 bis 6.1.3 vorgesehen ist.

Als Wandler 6.1.1 bis 6.1.3 wird insbesondere ein herkömmli ^¬ cher Innenraumwandler verwendet, der in einer besonders kos- tengünstigen Ausführung gießharzummantelt und somit gießharzisoliert ausgeführt ist.

Für eine Positionierung der Wandleranordnung 6 im Kabelanschlussraum 5 ist der jeweilige Wandler 6.1.1 bis 6.1.3 über eine zugehörige luftisolierte Stromdurchführung 6.2.1 bis 6.2.3 mit dem Schaltgerät 4.1 verbunden. Die jeweilige luft- isolierte Stromdurchführung 6.2.1 bis 6.2.3 ist unmittelbar am gasisolierten Behälterraum 4 an dessen Bodenblech 4.3 angeordnet. Durch Zwischenschaltung der luftisolierten Stromdurchführung 6.2.1 bis 6.2.3 zwischen dem Schaltgerät 4.1 und dem jeweiligen Wandler 6.1.1 bis 6.1.3 ist als elektrischer Anschluss 6.3.1 bis 6.3.3 zwischen der luftisolierten Stromdurchführung 6.2.1 bis 6.2.3 und dem jeweiligen Wandler 6.1.1 bis 6.1.3 jeweils eine Verbindungsleitung 6.4.1 bis 6.4.3 in Form einer einfachen Niederspannungsleitung, die beispielsweise Kunststoff ummantelt ist, vorgesehen. Als Niederspan- nungsleitung wird beispielsweise eine herkömmliche PVC iso ^¬ lierte Leitung verwendet.

Je nach Anzahl der Phasen kann auch nur eine Wandleranordnung 6 im Kabelanschlussraum 5 angeordnet sein. Bevorzugt ist eine derart ausgebildete Wandleranordnung 6 mit einem über eine luftisolierte Stromdurchführung 6.2.1 bis 6.2.3 an ein Schaltgerät 4.1 angeschlossenen und im Kabelanschlussraum 5 angeordneten Wandler 6.1.1 bis 6.1.3 in einem Schaltschrank 2 einer Mittelspannungsschaltanlage 1 eingebaut.

Figur 2 zeigt im Detail die im Kabelanschlussraum 5 angeordnete Wandleranordnung 6 in Seitenansicht. Dabei ist die dar ^¬ gestellte luftisolierte Stromdurchführung 6.2.1 aus einem Durchführungsstützer 7 und einer am Ende zum gasisolierten Behälterraum 5 vorgesehenen mechanischen Schutzabdeckung 8 gebildet. Der Durchführungsstützer 7 weist eine rippenförmige Stützer-Außenkontur auf. Dazu ist der Durchführungsstützer 7 in Längsdehnung aus mehreren übereinander angeordneten, ringförmigen, koaxialen Isolierrippen 7.1 gebildet. Die Schutzab- deckung 8 ist beispielsweise zylinderförmig ausgeführt. Im Detail ist der Durchführungsstützer 7 beispielsweise ein gießharzisolierter Kupferbolzen.

Wie in Figur 2 gezeigt, kann der elektrische Anschluss 6.3.1, insbesondere die Verbindungsleitung 6.4.1 zwischen der jeweiligen Stromdurchführung 6.2.1 und dem zugehörigen Wandler 6.1.1, abgewinkelt ausgebildet sein. Auch kann jede an- dere geeignete Form für die elektrische Verbindungslei ^¬ tung 6.4.1 beispielsweise geradlinig vorgesehen sein.

Durch Ausbildung der elektrischen Verbindungsleitung 6.4.1 als einfache Niederspannungsleitung sind der Wandler 6.1.1 und die zugehörige Stromdurchführung 6.2.1 jeweils an die diese verbindende Verbindungsleitung 6.4.1 beispielsweise mittels einer einfachen Schraubklemme 10 anschließbar. Auch kann jede andere geeignete elektrische Kontaktierung verwen ^¬ det werden. Dabei kann die am Wandler 6.1.1 angeordnete Schraubklemme 10 vergossen sein.

Durch die Anordnung der luftisolierten Stromdurchführung 6.2.1 ist somit eine Wandleranordnung 6 mit einem kostengünstigen und einfachen gießharzisolierten Wandler 6.1.1 und einem einfachen elektrischen Anschluss 6.3.1 aus einer einfachen Verbindungsleitung 6.4.1 mit einfachen Schraubklemmen 10 ermöglicht. Aufwändige Steckkontakte oder -adapter sind sicher vermieden.

Figur 3 zeigt die Wandleranordnung 6 gemäß Figur 2. Zusätzlich zur Schutzabdeckung 8 ist an dem dem Behälterraum 4 gegenüberliegenden Ende des Durchführungsstützers 7 eine Iso ^¬ lierabdeckung 9 angeordnet. Diese dient insbesondere der Steuerung des elektrischen Feldes und wird daher auch als Feldsteuerelektrode, Steuermanschette oder Steuerkappe be ^¬ zeichnet. Dabei ist die Isolierabdeckung 9 weitgehend kugel ^¬ förmig, beispielsweise in Form einer oben und unten gestauchten Kugel aus Silikon mit einer innen liegenden, elektrisch leitenden Steuerschicht aus mit Kohlenstoff versetztem Kunst- Stoff ausgeführt. Durch die Anordnung der Isolierabdeckung 9 an dem zum Behälterraum 4 gegenüberliegenden Ende des Durchführungsstützers 7 ist eine Kompaktbauweise der Wandleranord ^¬ nung 6 ermöglicht, so dass diese im Kabelanschlussraum 5 der

gasisolierten Schaltanlage 1 integrierbar ist. Dabei weist der Kabelanschlussraum 5 entsprechende Abmessungen, beispielsweise eine Breite von 346 mm, eine Höhe von 500 mm und eine Tiefe von 810 mm auf.

Bezugszeichenliste

1 Spannungsschaltanlage

2 Schaltschrank 3 Sammelschienenraum

3.1 bis 3.3 Sammel-Durchführungsstützer

4 gasisolierter Behälterraum

4.1 Schaltgerät

4.2 Antrieb 4.3 Bodenblech

5 Kabelanschlussraum

6 Wandleranordnung

6.1.1 bis 6.1.3 Messwandler

6.2.1 bis 6.2.3 luftisolierte Stromdurchführung 6.3.1 bis 6.3.3 elektrischer Anschluss 6.4.1 bis 6.4.3 Verbindungsleitung

7 Durchführungsstützer

8 Isolierabdeckung

9 weitere Isolierabdeckung 10 Schraubklemme