Metallgekapselte elektrische Hochspannungs-Schaltanlage Die vorliegende Erfindung betrifft eine metallgekapselte elektrische Hochspannungs- Schaltanlage, bestehend aus mehreren, sepa rate Einheiten bildenden Teilen und Appara ten, wie Phasenleiterschienen, Sammelschienen, Trennern, Umtrennern, Lastschaltern, Mess- wandlern,
Überspannurngsschutzableitern und dergleichen, und welche Is.olierharzumhüllun- gen aufweist und eine zusammenhängende metallisch leitende geerdete Umkapselung be sitzt.
Bei den bekannten Hochspannungs- Schaltanlagen, deren verschiedene oben ge nannte Teile und Apparate zumeist unter einander in üblicher Art zu einer baulichen Einheit verbunden sind, erfolgt die Isolation gegen die metallische Umkapselung mittel Durchführungsisolatoren, gabelendverschlüs :
Den, Stützern, dickflüssigen Kompouuden, Öl, Luft, Hartpapierröhren und dergleichen. Fast immer ist jeder einzelne Apparat mit Durch- führungsisolatoren versehen, die teils zur Füh rung des hochgespannten Stromes durch die Deckel des Apparates,
teils von einem Raum der Umkapselung in einen andern dienen. Solche Anlagen werden gewöhnlich für Nenn spannungen von 10 bis etwa 35 kV selten, weil konstruktiv schwieriger, bis 60 kV gebaut.
Es wurde nun gefunden, dass eine insbe sondere in der Isolation weitestgehend einheit liche, in einfacher Weise beliebig zusammen setz- und auseinandernehmbare;
aus den ver schiedensten Apparaten, Geräten, Verbin dungsleitungen usw. bestehende Hochspan- nungs-Schaltanlage geschaffen wird, indem in jeder Einheit die Hauptisolation zwischen den spannungsführenden Teilen und der geerdeten Umkapselung im wesentlichen aus einem form haltenden Einbettungskunstharz besteht, wel- ehes die mechanisch starre, genaue Halterung der spannungsführenden,
eingebetteten Teile gewährleistet und dass die einzelnen Einheiten steckerartig miteiander verbunden sind, derart, dass beim Zusammenstecken der steckerartig ausgebildeten Leiterenden zweier zu verbin denden Einheiten, die zwischen denKunstharz- isolationen der Einheiten verbleibenden engen Kupplungsfugen mit einem Fugenisolierstoff gefüllt sind.
Als die die Hauptisolation jeder Einheit bildenden formhaltenden Einbettungs-Kunst- harze werden vorteilhafterweise Giessharze ver wendet, welche aus einem Ausgangsstoff durch Härten ohne Abspaltung flüchtiger Bestand- teile entstehen,
wobei sowohl kalt- äls auch warmhärtende Ausgangsstoffe in Betracht kommen. Die Härtung kann durch Polyrneri- sation oder durch Polyaddition erfolgen. Diese Harze genügen mechanisch, dielektrisch und technisch sämtlichen nach der Erfindung er- forderl'ichen Ansprüchen sehr gut.
Jede Phase der Schaltanlage kann einzeln eingekapselt werden. Bei niedrigeren Hoch- spanriungen ist es durchaus möglich und kann vorteilhaft sein, alle Phasen gemeinsam zu umkapseln. Für die Kupplungsfugen empfiehlt sich die Konusform. Die Fugen können dabei auch so gestaltet sein,
dass die Oberflächenbeanspru- chung längs der Schnittlinie konstant ist.
Der Isolierstoff in den Kupplungsfugen ist vorteilhafterweise eine Isolierflüssigkeit. Er kann zum Beispiel unter überdxuck stehen.
Als Isolierstoff für die Fugen eignen sich aber auch Thermoplaste, z. B. Polythen, Teflon, Polyvinylchlorid, Butylgummi. Feste Thermoplaste in den Kupplungsfugen können einen Oberflächenfilm aus flüssigem Isolier stoff besitzen.
Als Isolierstoff in den Kupplungsfugen sind ferner auch poröse feste Stoffe gegeben- falls vorteilhaft, wie z. B. Papier, Filz, Glas leide, Asbestpapier oder dergleichen, die mit einem fliessbaren Dielektrikum imprägniert sein können.
Ferner ist es möglich, .als Isolierstoff in den Kupplungsfugen Druckluft, Druckgas oder dergleichen vorzusehen; zweckmässiger- weise wird Schwefelhexafluorid SF6 ver wendet.
In der Isolation, insbesondere der haupt sächlichen Kunstharzisolation, können Kanäle vorgesehen sein, welche dem Durchtritt. von Gasen oder Flüssigkeiten oder festen .Isolier teilen, wie Stangen oder Seilen zwischen unter Spannung befindlichen Teilen und Erde die nen und durch umgebende eingebettete Serie- kondensato,ren. oder andere bekannte Steue- rungsmittel, wie z.
B. hochohmige Wider- stände,elektrisch gesteuert werden.
Zur Betätigung von unter Hochspannung stehenden Teilen, z. B. Schalterkontakten, sind eirngebettete Elektromagnete oder Servomoto ren zweckmässig, welche den Strom vom Niederspannungsnetz aus' über eingebettete Isoliertransformatoren erhalten.
Die Hochspannungsapparate, Geräte, Lei tungen usw. können in, einer Linie angeordnet sein, z. B. derart, dass die Stromschiene mög lichst in der Achse der Apparate verläuft.
Ausführungsbeispiele der erfindungsge mässen Schaltanlage sowie deren verschiedener Bestandteile bzw. Elemente sind an Hand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert; darin zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Schaltanlage, bestehend aus einer Anzahl von.
Apparaten, Geräten, Leitungen, in gerader Linie und mit gleicher Achse, die in einfacher Weise zusammengesetzt oder auseinanderge- nommen werden können, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Ab wandlung der Ausführungsform von Fig. 1, bei welcher die Apparate usw.
in Form eines U angeordnet sind, Fig. 3 das Schaltbild für die Anordinuurgen nach Fig. 1 und 2, Fig. 4 einen Längsschnitt durch -eine Kupp lung der elektrischen und der Isolationsteile zweier benachbarter Apparate, Fig. 5 den Längsschnitt durch eine abge wandelte Ausführungsform einer Kupplung mit mehrfach abgewinkelten. Kupplungsfugen,
Fig. 6 den Längsschnitt einer andern ab gewandelten Ausführungsform einer Kupp lung, bei welcher die Oberfl'ächenbeanspru- chüng längs der Schnittlinie konstant ist, Fig. 7 den Längsschnitt aus der in Fig. 6 gezeigten abgewandelten Ausführungsform mit zickzackförmig verlaufender gelu#ümmter Fuge,
Fg. 8 den Längsschnitt durch eine Kupp lung mit stumpf zusammenstossenden Teilen, seitlich herausschiebbarem Mittelteil und ge rillten Stossstellen, Fig. 9 den Längsschnitt durch eine Kupp lung mit drehbarem Mittelstück, Fig. 10 den Längsschnitt eines Umtrenners,
Fig. 11 den Längsschnitt eines Trenn schalters mit doppelter Trennstrecke und als U-förmigen Stecker ausgebildete herausfahr- bare Teile, und.
Fig. 12 den Längsschnitt eines ebensolchen Trennschalters, in Verbindung mit einem Strom- und Spannungswandler.
Fig. 1 und: 2 veranschaulichen Ausfüh- rungsbeispiele für eine aus einzelnen Appara ten, Geräten, Leitungen usw. - die in ein facher Weise zusammengesetzt oder, z. B. zum Zwecke der Prüfung, Überwachung, Pflege, auseinandergenommen werden können - be- stehende Hochspannungg-Schaltanlage; Fig. 3 zeigt das dazugehörige Schaltbild.
Die Apparate usw, nach Fig. 1 liegen in einer geraden Linie und haben dieselbe Achse. Nach Fig. 2 bildet die Linie ein U.
Zusammen bau und Zerlegbarkeit können auf verschie dene Weise erfolgen. Eine zusammengebaute Schaltanlage, wie sie in Fig. 1 oder 2 darge stellt ist, besitzt eine zusammenhängende, metallisch leitende, geerdete Umkapselung. In jeder Einheit besteht die Hauptisolation zwi schen den unter Spannung stehenden Teilen und der geerdeten Umkapselun.g im wesent lichen aus einem formhaltenden Einbettungs- kunstharz,
welches die mechanisch starre ge naue Halterung der eingebetteten Teile ge währleistet. Die Verbindung zwischen einzel nen Einheiten geschieht durch Verkuppelung von steckerartig ausgebildeten Leiterenden be nachbarter Einheiten, wobei zwischen den Ein- bettungskunstharz-Isolationen von gekuppel ten Einheiten enge, mit einem Fugenisolter- stoff gefüllte Kupplungsfugen verbleiben.
Bei den Ausführungsformen nach diesen beiden F'igLlren sind vereinigt ein Hochspan nungskabel I samt Kabelende, ein Kupplungs- glied II zwischen Kabel und Trennschalter III, ein kombinierter Strom- und Spannungswand- ler IV, ein Leistungsschalter V, ein Zusatz glied VI zum Kuppeln des Leistungsschalters V mit dem Trennschalter III, eine Sammel schiene VII;
in Fig. 2 sind zwischen dem kom binierten Wandler IV und dem Leistungs- sehalter V ein zweites Kupplungsglied Il: und ein bogenförmiges Kupplungsglied VIII vor ;esehen. Einige der in Fig. 1 und. 2 darge stellten Apparate sind weiter unter näher beschrieben.
Eine Ausführungsform der zwischen den 1%unstharzisolationen zweier zusammengesteck ter Einheiten verbleibenden Kupplungsfugen ist in Fig. 4 gezeigt;
die aus zwei gekuppelten Teilen bestehende Hochspannungsstromschiene 1 ist von einbettenden Kunstharzisolationen 2 und 3 umgeben, die ihrerseits von der metal lischen Umkapselung 4 umfangen sind. Die beiden Schienenteile sind mittels der Stecker- verbindtnmg 5 gekuppelt.
Zum Zusammenhal- ten der gekuppelten Teile können Flanschen an der metallischen Umkapselumg und Schrau benbolzen mit Muttern vorgesehen sein.
In der Trennfuge 6 befindet sich ein vor teilhafterweise fliessbarer Fugenis@olierstoff, z. B. Schweröl, Chlordiphenyl, chloriertes Phenylindan, Fhloroätlier, wie z. B. Perfluoro- hexylätlier (C6F13)20 oder Perfluoro-Cs zykl. i@ther c-C$F160, Fluoro-t-Amin wie z.
B. Tri- perfluoro.-propyl-Ainin (C3F7)3N, halbflüs siges Polyvinylchlo.rid, Chlor-Kohlenstoffgas von hoher elektrischer Festigkeit oder Druck gas.
Insbesondere die genannten Fluor-Ver- bindungen zeichnen sich durch sehr hohe elek trische Festigkeit, Stabilität, Hitzebeständig keit, Unbrenubarkeit und häufig auch durch hohen Siedepunkt aus, so d@ass diese Stoffe als Fugendielektrikum sehr geeignet sind.
Ein Vorratsgefäss 7 dient der Speicherung des fliessbaren Isolierstoffes. An Stelle ört licher Vorratsgefässe kann für einige oder alle Kupplungen ein gemeinsames, z. B. zentrales, Vorratsgefäss vorgesehen sein. Durch Anwen dung von Überdruck ist das Ausfüllen der Kupplumgsfug;en durch den fliessbaren Isolier stoff und zudem eine erhöhte elektrische Festigkeit gewährleistet.
Ein Vorteil dieser Kupplungen ist, dass nur gut beherrschbare elektrische Axialbe- anspruchungen vorhanden sind. Versuche ha ben ergeben, dass mit glatten Kupplungswan- dungen und Transformatorenöl als fliessbarer Isolierstoff eine Fugenlängsfestigkeit von 25 kVlcm,eff. und mehr erreicht wird..
Es isst ein weiterer Vorteil solcher engen Kupplungsfugen, dass sogar sehr teure Dielek- trika.verwendet werden können, da, deren Preis, bei der benötigten geringen Menge, die sieh durch die engen Fugenräume ergibt, eine ver hältnismässig ;sehr geringe Rolle spielt.
In Fig. 5, 6, 7 und 8 bedeuten die Bezugs ziffern dieselben Teile wie in Fig. 4. Fig. 5 zeigt eine von der in Fig. 4 gezeigten Kupp lung abgewandelte Form.
Zwecks Verkürzung der axialen Kupplungslänge wurde hier die Kupplungsschnittlinie als ein Zickzack ausge bildet, so d'ass -die Kunstharzisolation 3 im Kupplungsbereich durch einzelne Konusseg- inente begrenzt ist, welche in Gegenkonus segmente des Gegenstückes 2 eingreifen.
Die Fugemschnittlinie 6 in Fig. 6 verläuft gekrümmt; der Verlauf kann derart sein, dass die Oberflächenbeanspruchung, längs der Schnittlinie konstant ist, wie dies approxi mativ in dieser Figur dargestellt ist.
Zur axialen Verkürzung der Kupplung kann; diese verkrümmte Linie, ähnlich der in Fig. 5 dar gestellten Ausführungsaxt, im Zickzack ver laufen, mit variabler Neigung der Linien- abschnitte, entsprechend der betr.
Fig. 6 ge nannten Bedingung der konstanten Oberflä- chenbeanspruchung längs der ganzen Fugen- schnittlinie. Eine solche Kupplung ist in Fig. 7 dargestellt.
Nach Fig. B können die Kupplungsstoss- stellen zum Beispiel zur Vergrösserung der Kriechwege mit Rillen 9 versehen sein.
Bei- spielsweise können hierbei die Rillenseheitel zusammenstossen. Bei entsprechender Rillen tiefe erfolgt dann der elektrische Durchschlag nicht a'l's Kriechüberschlag,
sondern als reiner Durchschlag im fliessbaren Dielektrikum. Die Rillenseheiteldereinen Stossseite können aber auch in die Rillentäler der gegenüberliegenden Stossstelle eingreifen, wodurch eine Verlänge rung der elektrischen Kriechstrecke geschaffen wird.
Der mittlere Kwpplungsteil der Au4füh- rung nach der Fig. 8 lässt sich seitlich heraus schieben, weil alle Kupplungsteile nur stumpf aneinanderstossen und nicht ineinander greifen. Die Kontaktverbindung ist zum Bei spiel als Presskontakt 8 gestaltet.
Aus Versuchen ergab sieh, dass -sich in bezug auf die elektrische Fugenfestigkeit. ge wisse unter Druck stehende feste Dielektrika, wie z. B. Polythen, angenähert so verhalten wie fliessbare Stoffe.
Sie können deshalb an Stelle der fliessbaren Fugenfüllstoffe verwen det werden, insbesondere, wenn sie einen Ober flächenfilm aus flüssigem bzw. salbeniartigem Isolierstoff besitzen. Ferner ergab sich, diass auch poröse Stoffe, z. B. Papier, die mit einem fliessbaren Stoff, z.
B. Öl, imprägniert sind, in ihrem Verhalte; den fliessbaren Stoffen annähernd gleichen und: sich somit ebenfalls vorteilhaft als Fugenfüllstoffe verwenden las sen.
Fig. 9 stellt eine Kupplung mit einem Mittelteil 11 dar, das über ein Gewinde 12 mit einem Gewindebolzen 10 so verbunden ist, dass bei Drehung. des Mittelteils auch innenlie gende, unter hohem Potential stehende Teile der Anlage, z. B. gedreht und/o;der transiato- risch über Gewinde, Schneeken oder derglei chen bewegt werden.
Die äussern Armaturen sind zweckmässigerweise mit Gleitflächen _15 versehen und nach aussen hermetisch abge schlossen. Die Betätigung des Mittelteils er folgt zum Beispiel über einen an der Metall umkapselung des Mittelteils angebrachten Zahnkranz 13 mit Ritzel 14.
Es gibt einzelne Apparate der Anlage, die Kanäle in, der Kunstharzisolation aufweisen müssen, wie zum Beispiel in Fig. 1 Apparat III, Kanal 15, welche zur Durchleitung von Gasen oder Flüssigkeiten, oder von festen Iso- liergebilden wie Bedienungsstangen oder Zug seilen zwischen unter Spannung befindlichen Teilen und Erde dienen.
Es sind dies Kanäle, an denen sieh eine Isolationsoberfläche von der Umkapselung -aus, welche .an dieser Stelle un terbrochen ist, nach innen erstreckt. Diese Kanalwandungen können nötigenfalls durch eine Serie eingebetteter Steuerkondensatoren, wie z.
B. beim Apparat V, gesteuerter Kanal 42 (Fig. 1), auf den gewollten Spannungsgra dienten gesteuert werden.
Der Zusammenbau, das Auseinanderneh- men, z. B. zum Zwecke der Prüfung von im Innern der Apparate befindlichen Teilen, lässt sich auf verschiedene Weise ermöglichen.
Eine Ausführungsform ist zum Beispiel in Fig. 1, Apparat III, veranschaulicht, wo die Elektroden 17 und 18 zum Beispiel mir Prü fung :der Kontakte ein- und ausbaubar sind, oder zum Beispiel um den Servomotor 19 in der Elektrode 17 zu kontrollieren;
zylindrische Kunstharzstücke 20 und: 21 sind vom übrigen Kunstharzkörper durch Fugen 22 bzw. 23 ge trennt, die wiederum mit einem flüssigen Iso lierstoff gefüllt sind.
Eine den gleichen Zweck erfüllende andere Ausführungsform ist in Fig. 1 durch Appa- rat V und Kupplung VI veranschaulicht. Um hierbei in das Innere des Apparateas V zu ge langen, ist die Kupplung entfernbar, z. B. hera,usschiebbar, so dass die Öffnung 24 frei liegt.
Die Betätigung von Schalter- und Trenn- schalterkontakten und.' andern unter Span nung stehenden Teilen erfolgt vorteilhafter weise mit Hilfe der oben beschriebenen Dreh kupplung oder durch eingebettete Elektro- magnete, eingebettete Servoelektromotoren und dergleichen, wobei die Stromzufuhr aus dem speisenden Niederspannungsnetz über einge bettete Isolier-Servotransformatoren erfolgen kann.
Die Fig. 1 und 2 stellen beispielsweise jeweils die zu einer Phase einer mehrphasigen Hochspannungsschakanla.ge gehörenden Appa. rate in einer räumlichen Anordnung dar. Wei tere Phasen sind: in den zur Ebene des in der Zeichnung dargestellten Phasenstranges par allelen Ebenen angeordnet.
Der in den beiden Anordnungen (Fug. 1 und 2) angenähert in der Mitte der einzelnen Apparate verlaufende Stromleiter kann für jede einzelne Phase als Systemachse definiert werden.
Zur Verringerung der Phasenabstände empfiehlt es sich" die quer zur Systemachse erheblich ausladenden Teile so anzuordnen, dass ;sie in dieselbe Richtung weisen, z. B. senkrecht zur Verbindüngsebene benachbarten Phasenachsen.
Für die meisten zur Anlage gehörenden Apparate, wie Trennen Umtrenner, Strom wandler, gewisse Spannungswandler @ und Schalter, ist eine konstruktive Bauart vorteil haft, die erlaubt, sie in den Linienzug der Stromsehienss direkt einzubauen, derart, dass die Stromschiene annähernd in der Achse der Apparate liegt.
Der folgende Teil, der Beschreibung befasst sich mit einigen Apparaten der Hochspan nungsanlage, wobei die oben geschilderten allgemeinen Besonderheiten angewandt sind. Es sei aber ausdrücklich gesagt, dass diese Be- schreibung nur Ausführungsbeispiele der .Apparate betrifft., und. d!ass auch andere, dem Zweck angepasste Bauarten anwendbar sind. Immer aber treten an Stelle von Dürchführungs- isolatoren die oben beschriebenen Kupplungen.
In Fig. 1 stellt der Teil III einen Trenn schalter dar. Er besitzt zwei ins feste Dielek- trikumeingebettete Kugelelektroden 17, 18 oder äquivalent gestaltete, das heisst stark ab gerundete Elektroden .als Enden der beiden Schienen 25- und 26, welche verbunden, resp: elektrisch getrennt werden sollen.
Ein meW- lischer Verbindungsbolzen 27 kann sich in einem geraden Verbindungskanal 28 der bei den Kugelpole translatorisch bewegen. Der Kanal isst im übrigen mit einem fliessbaren Dielektrikum, z. B. Luft oder Schweröl, ge füllt.
Der Verbintdungsbolzen lässt sich in das Innere der anschliessenden KugeleIgktrode be wegen, er wird zweckmässig durch einen Servo motor 19 angetrieben, welcher sich auf Hoch spannung befindet und seinen Betriebsstrom über den eingebetteten Isoliertransformator 29 bis 31 erhält.
(Die Betätigung des Verbin dungsbolzens kann auch in an sich bekannter Weise elektromagnetisch oder durch Feder kraft erfolgen).
29 ist sein Eisenkern, 30 die Sekundärwicklung, 31 die Primärwicklung. Die Zugänglichkeit zu den Kugeln und damit auch zum Servomotor wird erreicht durch die Trennfugen 22 und 23, die erlauben, die zylin drischen Teile 20 und 21 heraiiszuschieben.
Im geöffneten -Zustand des Trenners ist durch einen senkrecht zur Trennerachse stehen den Kanal 15 ein E:rdungsschieber bis zur Trennerachse vorgeschoben, so dass die vor handenen Kriechstrecken in analoger Weise wie bei den bekannten, auf Stützern befind- lichen Messtrennern von Pol zu Erde führen.
Der Verbindungsbolzen kann auch aus zwei Teilen bestehen, die in :der Mitte des Verbin dungskanals Kontakt schliessen und die sich beim Öffnen des Trenneis in entgegengesetz ter Richtung voneinander bewegen.
Der Leistungsschalter kann als Ölschalter bekannter Bauart ausgebildet sein, mit dem Unterschied, dass die Durchführungen ausser halb des Schalterdeckels als Kupplungen nach.
Fig. 4 bis 9 gebaut sind, oder als Ölstrahl schalter besonderer, jedoch nicht Gegenstand dieser Erfindung bildender Bauart,, oder end- mich als D:ruckluftschalter mit an sich bekann tem Abschaltprinzip, jedoch neuartiger, dem Problem angepasster Bauweise. Ein Beispiel hierfür isst in Fig. 1 Pos. V dargestellt.
Er ist ähnlich gebaut wie der Trenner. In einem driickluftgefüMen Kanal 32, zwischen zwei gerundeten Elektroden 33 und 34 befinden sich die beiden sich gegenüber stehenden Kon taktstifte 35 und 36. Der eine,- 35, steht fest, der andere, 36, ist in der Achse translatorisch beweglich.
Durch die Kraft -einer Feder 37 schliesst er den Kontakt, durch gegenüber dem Schliesszustand. wesentlich erhöhten Luftdruck auf einen Kolben 38 öffnet er den Kontakt.
Der öffnungsflammbogen entsteht in einer Verengung 39 der Kammer; es isst dies letztere eine an sich bekannte Lösung, die auch durch eine andere unter den vielen bekannten Lösun gen ersetzt -sein kann, insbesondere können mehrere Verengungen sich folgen.
Die Zuleitung der Druckluft erfolgt durch einen Kanal 40 in der Isolierwandung, die hier je nach Spannungshöhe mehr öder weni ger stark verdickt ist, um. die nötigen Schlag weiten zu erreichen.. Ein; Rückschlagventil 41 sorgt dafür, dass dieser Kanal von Pressluft gefüllt bleibt.
Die heisse Flammbogenabluft strömt zunächst mit grosser Geschwindigkeit in einen Windkessel, zu welchem die eine Pol elektrode 34 ausgebildet ist:. Der Windkessel besitzt eine starke metallische Wandung, um rasch einen :erheblichen Teil der Abgaswärme aufzunehmen.
Die Abgase strömendann lang sam durch den Kanal 16 nach aussen. Das Ventil 43 am Eingang des Kanals 16 ist so ausgebildet, dass es nur langsam sich öffnet unter dem Einfluss des erhöhten Druckes im Windkessel 34. Die Kühlung -ist vonnöten; weil heisse Luft weniger durchschlagfest ist und die Isolierwandung beschädigen könnte.
Schalter für sehr hohe -Spannung benötigen längs den Luftkanälen seriegeschaltete einge bettete Steuerungskondiensatoren 42. -Betref fend- die Wiedereinschaltung des Schalters werden analoge Einrichtungen angewandt wie bei den bekannten Leistungsschaltern.
Der beschriebene Schalter besitzt an seinen Enden, wie alle einzelnen Apparate der An- lage, lediglich Kupplungen der beschriebenen Art.
Eine Sonderart der Trenners isst der Um- trenner, der erlaubt, einen Stromleiter auf zwei verschiedene Sammelschienensysteme wahlweise zu schalten. Er isst in Fig. 10 dar- geste'l'lt. Dieser Umtrenner enthält drei Kugel- elektroden, wovon deren zwei, 43a und 43b, als Enden der Stromschienen,
die dritte, 44, als Ende der umzutrennenden Stromschiene. Durch Servokraft wird der Kontaktbolzen wahlweise translatorisch gegen die Polelek trode 43a oder 43b geschoben. In der Mitte zwischen; je zwei Polelektroden befindet sich wieder ein Querkanal 45 zur Aufnahme eines Erdungsschiebers. Es gelten im übrigen die selben Einzelheiten, wie sie für den Einfach- trenner beschrieben wurden..
Als Trenner eignen sich auch Apparate, wie sie in verwandter Bauart von den bisheri gen metallgekapselten Anlagen her bekannt sind.
Sie bestehern aus einem Stecker in U-Form, dessen bewegliche Pole in der Achse je eines konvexen Isolators und dessen feste Pole in der Achse eines konkaven Isolators liegen, wobei die beweglichen Pole in die kon kaven Isolatoren ;gesteckt resp. aus diesen herausgefahren werden können.
Ein solcher Trenner ist in Fig. 11 dargestellt. Für sehr hohe Spannungen müssen sowohl Stecker wie Steckbüchsen elektrisch gesteuert sein" z. B. durch Kondensatoreinlagen. In Fig. 12 ist derselbe Trenner in Verbindung mit einem Stromwandler und einem Spannungswandler gezeichnet.
In den beiden Figuren bedeuten- 46 iuzd47 die zutrennendenHochspannungs- leiter, 48 der leitende Verbindungsbügel von 46 und 47, 49 Kunstharzisolierkörper für die unbeweglichen Teile, 50 der Kunstharzisolier- körper für ,den Verbindungsbügel, 51 Kon takte, 52 Kupplungskonusse, 53 Spannungs- wandler-Primärwieklung,
54 Spannungswand- ler-Sekundärwicklung, 55 Spannungswand'Ler- Eisenkern, 56 Stromwandler-Primärwicklhing, 57 Stromwandler-Sekundärwicklung, ü8 Strom- wandler-Eisenkern.
Mit den Messwandlern muss sich die vorlie gende Erfindung im übrigen nicht befassen, da geeignete Kunstharz-Stromwandler und -Spannungswandler bereits bekannt sind. Es müssen lediglich die Anschlussteile zu Kupp lungen im Sinne dieser Erfindung gestaltet werden, wie in Fig. 1 Pos. IV dargestellt. Diese Figur zeigt ein Beispiel eines kombi nierten Spannung- und Stromwandlers, wie er für solche Anlagen geeignet ist.
Es bedeu ten 59 der Kunstharzkörper, 60 die Strom schiene, 61 die Primärwicklung und 6 die Sekundärwicklung, 63 der magnetische Kern des Spannungswandlers, 64 und 65 sind magne- tiseh.e Kernre des Stromwandlers mit. ihren Sekundärwicklungen.
Überspannmlgsableiter unterscheiden sieh von den gewohnten Ableitern in Isoliermantel- Stützerform nicht im Prinzip, sondern durch die besondere konstruktive Ausbildung als völlig metallgekapselte Apparate.
Dies wird ermöglicht, indem zwischen Ableitapparat und Kessel eine von der Einführung gegen das geerdete Ende graduell abnehmende Isolier- wandung besteht, und zwar ist der Ableit- apparat durch Kunstharzeinbettung von der Isolierwandung dicht, umhüllt.
In einer andern Ausführungsart besitzt der Ableiter ,eine Linienbauweise , das heisst die Hoehspannungsstromschiene liegt in der Achse des Ableiters, der als Rotationskörper gebaut ist. Die Koordinationsfunkenstrecke, die span- nungsabhängigen. Widerstände und die Be- grenzungswiderstände sind in koaxialen zylin drischen Körpern untergebracht.
Die nachfolgenden Ausführungen befassen sieh mit der Montage der beschriebenen Hoch- spannungs-Schaltanlagen. Drei Dispositionen sind besonders zweckmässig: 1. Die Apparate und ihre Verbindungs- sehienenelementewerden auf einer horizontalen Bahn angeordnet. Sie sind vorteilhaft mit. Rallen versehen und können ,dadurch leicht für die Ausmontage eines Gliedes auf den Schienen verschoben werden. Diese Art der Montage eignet sich für die Anlage nach Fig. 1.
Wenn die Sammelschienen vertikal laufen und in einer Ebene quer zur System- aehse nebeneinander stehen, benötigen die Zri- leitungsschienen keine Abkröpfung. 2.
Die Apparate und ihre Verbindungs elemente werden auf der einen Seite eines Vertikalträgers montiert. Jeder einzelne ist darauf verschraubbar. Es ist zweckmässig, sie durch lösbare Muttern mittels einer gemein samen Schraubspindel zu fassen, um sie durch Drehen der Spindel in der Höhenlage ver ändern zu können. Wenn die Sammelschienen horizontal verlaufen,
benötigen die Zuleitungs- schienen keine Abkröpfung.
3. Die Apparate und; ihre Verbindungs elemente werden auf beiden Seiten eines ver tikalen Trägers montiert, sie bilden zasam- men ein U. Wenn die Sammelschienen hori zontal verlaufen, benötigen die Zuleitungs- schienen keine Abkröpfung. Diese Art der Montage eignet sich für eine Anlage nach Fig. 2.
' In allen drei Montagearten können die verschiedenen Phasen eines n-Phasensystems so dicht nebeneinander gelegt sein, da.ss sieh die grössten Axialausladungen berühren.
Um .das Prinzip der völligen metallischen Umkapselung konsequent durchzuführen, müs sen .auch- die Hochspannnuigsstromzuleitungen metallisch umkapselt sein, indem sie durch Kabel erfolgen, deren stationsseitige Endver schlüsse völlig metallisch umkapselt sind.
Metal-encapsulated electrical high-voltage switchgear The present invention relates to a metal-encapsulated electrical high-voltage switchgear, consisting of several parts and devices that form separate units, such as phase conductor rails, busbars, isolators, disconnectors, load switches, instrument transformers,
Overvoltage protection arresters and the like, and which have insulating resin sheaths and a cohesive, metallically conductive, earthed enclosure.
In the known high-voltage switchgear, the various above-mentioned parts and apparatuses are mostly connected to one another in the usual way to form a structural unit, the insulation against the metallic encapsulation is carried out by means of bushing insulators, fork-end closures:
Den, supporters, viscous compounds, oil, air, hard paper tubes and the like. Almost always every single device is provided with bushing insulators, some of which are used to guide the high-voltage current through the cover of the device,
partly used for encapsulation from one room to another. Such systems are usually seldom built up to 60 kV for nominal voltages of 10 to around 35 kV because they are more difficult to construct.
It has now been found that an in particular special in the insulation largely uniform, can be put together and dismantled in a simple manner;
High-voltage switchgear consisting of a wide variety of devices, devices, connection lines, etc. is created by the main insulation between the live parts and the earthed enclosure in each unit consisting essentially of a shape-retaining embedding resin, which is mechanically rigid , precise mounting of the live,
Embedded parts guaranteed and that the individual units are connected to each other like a plug, such that when the plug-like conductor ends of two units to be connected are plugged together, the narrow coupling joints remaining between the synthetic resin insulation of the units are filled with a joint insulation material.
As the shape-retaining embedding synthetic resins forming the main insulation of each unit, casting resins are advantageously used which are formed from a starting material by hardening without splitting off volatile constituents,
Both cold-curing and warm-curing starting materials come into consideration. Curing can take place by polymerization or by polyaddition. Mechanically, dielectrically and technically, these resins meet all the requirements required by the invention very well.
Each phase of the switchgear can be encapsulated individually. In the case of lower high voltages, it is entirely possible and can be advantageous to encapsulate all phases together. The cone shape is recommended for the coupling joints. The joints can also be designed so
that the surface stress is constant along the cutting line.
The insulating material in the coupling joints is advantageously an insulating liquid. For example, he can stand under over-pressure.
Thermoplastics are also suitable as insulating material for the joints, e.g. B. polythene, Teflon, polyvinyl chloride, butyl rubber. Solid thermoplastics in the coupling joints can have a surface film made of liquid insulating material.
Porous solid materials are also advantageous as insulating material in the coupling joints. B. paper, felt, glass, asbestos paper or the like, which can be impregnated with a flowable dielectric.
It is also possible to provide compressed air, compressed gas or the like as an insulating material in the coupling joints; Sulfur hexafluoride SF6 is expediently used.
In the insulation, in particular the main synthetic resin insulation, channels can be provided which allow the passage. of gases or liquids or solid insulating parts, such as rods or ropes, between parts under tension and the earth, and embedded series capacitors around them. or other known control means, such as
B. high-resistance resistors can be controlled electrically.
To operate parts under high voltage, e.g. B. switch contacts, eirngebettete electromagnets or Servomoto Ren are useful, which receive the power from the low-voltage network 'via embedded isolating transformers.
The high-voltage apparatus, devices, lines, etc. can be arranged in a line, for. B. such that the busbar runs as possible in the axis of the apparatus.
Embodiments of the switchgear according to the invention and their various components or elements are explained in more detail with reference to the accompanying drawings; 1 shows a longitudinal section through a switchgear assembly consisting of a number of.
Apparatus, devices, lines, in a straight line and with the same axis, which can be assembled or disassembled in a simple manner, FIG. 2 shows a longitudinal section through a modification of the embodiment of FIG. 1, in which the apparatus, etc.
are arranged in the form of a U, Fig. 3 is the circuit diagram for the Anordinuurgen according to Fig. 1 and 2, Fig. 4 is a longitudinal section through a coupling development of the electrical and the insulation parts of two adjacent apparatus, Fig. 5 is the longitudinal section through a converted abge Embodiment of a coupling with multiple angled. Coupling joints,
6 shows the longitudinal section of another modified embodiment of a coupling, in which the surface stress is constant along the cutting line, FIG. 7 shows the longitudinal section from the modified embodiment shown in FIG. 6 with a zigzag running gelatinized joint,
Fig. 8 shows the longitudinal section through a hitch with butt colliding parts, laterally extendable middle section and grooved joints, Fig. 9 shows the longitudinal section through a hitch with a rotatable center piece, Fig. 10 shows the longitudinal section of a divider,
11 shows the longitudinal section of an isolating switch with a double isolating distance and removable parts designed as U-shaped plugs, and FIG.
Fig. 12 shows the longitudinal section of such a circuit breaker, in connection with a current and voltage converter.
Fig. 1 and: 2 illustrate exemplary embodiments for a th from individual Appara, devices, lines, etc. - which are composed in a number of ways or, for. B. can be dismantled for the purpose of testing, monitoring, maintenance - existing high-voltage switchgear; Fig. 3 shows the associated circuit diagram.
The apparatus, etc., according to Fig. 1 are in a straight line and have the same axis. According to Fig. 2, the line forms a U.
Assembling and dismantling can be done in different ways. An assembled switchgear, as shown in Fig. 1 or 2 is Darge, has a cohesive, metallically conductive, grounded enclosure. In each unit, the main insulation between the live parts and the earthed encapsulation consists essentially of a shape-retaining embedding resin,
which ensures the mechanically rigid ge exact holding of the embedded parts. The connection between individual units is made by coupling connector-like conductor ends of neighboring units, with narrow coupling joints filled with a joint insulation material remaining between the embedded synthetic resin insulation of coupled units.
In the embodiments according to these two figures, a high-voltage cable I including cable end, a coupling element II between the cable and the isolating switch III, a combined current and voltage converter IV, a power switch V, an additional element VI for coupling the are combined Circuit breaker V with the disconnector III, a busbar VII;
In FIG. 2, a second coupling element II and an arcuate coupling element VIII are provided between the combined converter IV and the power switch V. Some of the in Figs. 1 and. 2 Darge presented apparatus are further described below.
An embodiment of the coupling joints remaining between the 1% non-resinous insulation of two units plugged together is shown in FIG. 4;
the high-voltage busbar 1 consisting of two coupled parts is surrounded by embedding synthetic resin insulation 2 and 3, which in turn are surrounded by the metallic encapsulation 4. The two rail parts are coupled by means of the plug connection 5.
To hold the coupled parts together, flanges can be provided on the metallic encapsulation and screw bolts with nuts.
In the parting line 6 is a geous enough flowable Fugenis @ olierstoff, z. B. heavy oil, chlorodiphenyl, chlorinated phenylindane, Fhloroätlier such. B. Perfluoro- hexylätlier (C6F13) 20 or Perfluoro-Cs cycl. i @ ther c-C $ F160, fluoro-t-amine such as e.g.
B. Tri-perfluoro.-propyl-Ainin (C3F7) 3N, semi-liquid Polyvinylchlo.rid, chlorine-carbon gas of high electrical strength or pressurized gas.
In particular, the fluorine compounds mentioned are characterized by very high electrical strength, stability, heat resistance, unburnability and often also by a high boiling point, so that these substances are very suitable as joint dielectrics.
A storage vessel 7 is used to store the flowable insulating material. Instead of local storage vessels, a common, z. B. central storage vessel can be provided. The application of overpressure ensures that the coupling joints are filled with the flowable insulating material and also ensures increased electrical strength.
One advantage of these couplings is that there are only easily controllable electrical axial loads. Tests have shown that with smooth coupling walls and transformer oil as a flowable insulating material, a longitudinal joint strength of 25 kVlcm, eff. and more is achieved ..
Another advantage of such narrow coupling joints is that even very expensive dielectrics can be used, since their price, given the small amount required, which results from the narrow joint spaces, plays a relatively minor role.
In Fig. 5, 6, 7 and 8, the reference numbers mean the same parts as in Fig. 4. Fig. 5 shows a modified form of the hitch shown in Fig. 4.
In order to shorten the axial coupling length, the coupling intersection line was designed as a zigzag so that the synthetic resin insulation 3 in the coupling area is limited by individual cone segments which engage in counter-cone segments of the counterpart 2.
The joint cutting line 6 in FIG. 6 is curved; the course can be such that the surface stress is constant along the cutting line, as is shown approximately in this figure.
For the axial shortening of the coupling can; this curved line, similar to the embodiment ax presented in FIG. 5, run in a zigzag ver, with variable inclination of the line sections, according to the respective
6, the condition of constant surface stress along the entire joint line. Such a coupling is shown in FIG.
According to FIG. B, the coupling joints can be provided with grooves 9 to increase the creepage distances, for example.
For example, the groove units can collide here. With a corresponding groove depth, the electrical breakdown does not take place as a creep flashover,
but as a pure breakdown in the flowable dielectric. The groove units on one side of the joint can, however, also engage in the groove valleys of the opposite joint, thereby creating an extension of the electrical creepage distance.
The middle coupling part of the embodiment according to FIG. 8 can be pushed out to the side because all coupling parts only butt against one another and do not interlock. The contact connection is designed as a press contact 8, for example.
Experiments have shown that it is related to electrical joint strength. ge certain pressurized solid dielectrics such as B. polythene, behave approximately as if flowable substances.
They can therefore be used in place of the flowable joint fillers, especially if they have a surface film made of liquid or anointed insulating material. It was also found that porous materials, e.g. B. paper coated with a flowable material, e.g.
B. Oil, are impregnated in their behavior; resemble the flowable materials and can therefore also be used advantageously as joint fillers.
9 shows a coupling with a central part 11 which is connected via a thread 12 to a threaded bolt 10 so that upon rotation. of the middle part also inwardly lowing, high potential parts of the system, z. B. rotated and / o; which can be moved transiently via thread, snow cap or the like.
The outer fittings are expediently provided with sliding surfaces _15 and hermetically sealed from the outside. The middle part is actuated, for example, via a ring gear 13 with pinion 14 attached to the metal encapsulation of the middle part.
There are individual apparatuses in the system that have channels in the synthetic resin insulation, such as in Fig. 1 apparatus III, channel 15, which are used for the passage of gases or liquids, or solid insulating structures such as operating rods or pull cables between underneath Live parts and earth are used.
These are channels at which an insulating surface from the encapsulation, which is interrupted at this point, extends inward. These channel walls can if necessary by a series of embedded control capacitors, such as.
B. in the apparatus V, controlled channel 42 (Fig. 1), served on the desired stress levels are controlled.
The assembly, the disassembly, z. B. for the purpose of testing parts located inside the apparatus can be made possible in various ways.
An embodiment is illustrated for example in Fig. 1, apparatus III, where the electrodes 17 and 18, for example with test: the contacts can be installed and removed, or for example to control the servomotor 19 in the electrode 17;
cylindrical synthetic resin pieces 20 and: 21 are separated from the rest of the synthetic resin body by joints 22 and 23, respectively, which in turn are filled with a liquid insulating material.
Another embodiment fulfilling the same purpose is illustrated in FIG. 1 by apparatus V and clutch VI. In order to ge here in the interior of Apparateas V, the coupling is removable, z. B. hera, pushable so that the opening 24 is exposed.
The operation of switch and disconnector contacts and. ' other parts under tension are advantageously carried out with the help of the rotary coupling described above or by embedded electromagnets, embedded servo-electric motors and the like, whereby the power can be supplied from the low-voltage network via embedded isolating servo transformers.
FIGS. 1 and 2 each represent, for example, the appa belonging to a phase of a multiphase high-voltage power supply system. rate in a spatial arrangement. Further phases are: arranged in the planes parallel to the plane of the phase strand shown in the drawing.
The current conductor running approximately in the middle of the individual apparatus in the two arrangements (Fig. 1 and 2) can be defined as the system axis for each individual phase.
To reduce the phase spacing, it is advisable to "arrange the parts that protrude significantly across the system axis in such a way that they point in the same direction, for example phase axes adjacent to the plane of the connection perpendicular to the plane.
For most of the equipment belonging to the system, such as disconnectors, current converters, certain voltage converters @ and switches, a structural design is advantageous that allows them to be built directly into the line of the power line, such that the power rail is approximately in the axis of the Apparatus lies.
The following part of the description deals with some devices in the high-voltage system, whereby the general features described above are applied. However, it should be expressly stated that this description only relates to exemplary embodiments of the apparatus., And. that other designs adapted to the purpose can also be used. However, the couplings described above always take the place of bushing insulators.
In Fig. 1, the part III represents an isolating switch. It has two spherical electrodes 17, 18 or equivalently embedded in the solid dielectric, that is, strongly rounded electrodes .als ends of the two rails 25 and 26, which are connected, respectively : should be separated electrically.
A mechanical connecting bolt 27 can move translationally in a straight connecting channel 28 of the ball poles. The channel also eats with a flowable dielectric, e.g. B. air or heavy oil, ge fills.
The connecting bolt can be moved into the interior of the subsequent ball electrode, it is expediently driven by a servo motor 19, which is at high voltage and receives its operating current via the embedded insulating transformer 29 to 31.
(The actuation of the connec tion bolt can also be done in a known manner electromagnetically or by spring force).
29 is its iron core, 30 the secondary winding, 31 the primary winding. The accessibility to the balls and thus also to the servo motor is achieved by the parting lines 22 and 23, which allow the cylin drical parts 20 and 21 heraiiszuschieben.
When the isolator is open, an earthing slide is pushed forward to the isolator axle through a channel 15 perpendicular to the isolator axis, so that the existing creepage distances lead from pole to earth in a manner analogous to the known measuring isolators on supports .
The connecting bolt can also consist of two parts, which close contact in the middle of the connec tion channel and which move in the opposite direction from each other when the separator is opened.
The circuit breaker can be designed as an oil switch of known type, with the difference that the bushings outside half of the switch cover as clutches.
Fig. 4 to 9 are built, or as an oil jet switch special, but not the subject of this invention forming type, or end me as D: air pressure switch with per se known system shutdown principle, but a new type of construction adapted to the problem. An example of this is shown in Fig. 1 Pos.
It is built similar to the separator. The two opposing contact pins 35 and 36 are located in a compressed air channel 32 between two rounded electrodes 33 and 34. One, 35, is fixed, the other, 36, is translationally movable in the axis.
By the force of a spring 37, it closes the contact, opposite the closed state. substantially increased air pressure on a piston 38 opens the contact.
The opening flame arc is created in a constriction 39 of the chamber; The latter is a solution known per se, which can also be replaced by another among the many known solutions, in particular several constrictions can follow.
The compressed air is supplied through a channel 40 in the insulating wall, which here is more or less heavily thickened depending on the voltage level. to achieve the necessary stroke distances .. A; Check valve 41 ensures that this channel remains filled with compressed air.
The hot flame arc exhaust air initially flows at high speed into an air chamber, to which one pole electrode 34 is designed. The air chamber has a strong metallic wall in order to quickly absorb a considerable part of the exhaust gas heat.
The exhaust gases then slowly flow out through the duct 16. The valve 43 at the inlet of the channel 16 is designed so that it opens only slowly under the influence of the increased pressure in the air chamber 34. Cooling is necessary; because hot air is less puncture-proof and could damage the insulating wall.
Switches for very high voltage require embedded control capacitors 42 connected in series along the air ducts. Relating to the re-switching of the switch, analog devices are used as in the known circuit breakers.
The described switch has at its ends, like all the individual apparatuses in the system, only couplings of the type described.
A special type of isolator is the isolator, which allows a conductor to be switched to two different busbar systems. In FIG. 10 he is eating. This divider contains three spherical electrodes, two of which, 43a and 43b, are the ends of the busbars.
the third, 44, as the end of the busbar to be cut. The contact pin is optionally pushed in a translatory manner against the pole electrode 43a or 43b by servo power. In the middle between; Every two pole electrodes there is again a transverse channel 45 for receiving an earthing slide. The same details apply as they were described for the single disconnector ..
Also suitable as separators are devices of the type known in a related design from the previously metal-enclosed systems.
They consist of a U-shaped connector, the movable poles of which are in the axis of a convex insulator and the fixed poles of which are in the axis of a concave insulator, the movable poles being inserted into the concave insulators; can be moved out of these.
Such a separator is shown in FIG. For very high voltages, both plugs and sockets must be electrically controlled, for example by means of capacitor inserts. In FIG. 12, the same isolator is shown in connection with a current transformer and a voltage transformer.
In the two figures 46 iuzd47 denote the high-voltage conductors to be separated, 48 the conductive connecting bracket from 46 and 47, 49 synthetic resin insulating body for the immovable parts, 50 the synthetic resin insulating body for the connecting bracket, 51 contacts, 52 coupling cones, 53 voltage converters -Primary weighting,
54 voltage transformer secondary winding, 55 voltage transformer iron core, 56 current transformer primary winding, 57 current transformer secondary winding, ü8 current transformer iron core.
In addition, the present invention does not have to deal with the instrument transformers since suitable synthetic resin current transformers and voltage transformers are already known. All that is required is the connection parts to couplings within the meaning of this invention, as shown in Fig. 1 Pos. IV. This figure shows an example of a combined voltage and current transformer, as it is suitable for such systems.
59 mean the synthetic resin body, 60 the busbar, 61 the primary winding and 6 the secondary winding, 63 the magnetic core of the voltage transformer, 64 and 65 are magnetic cores of the current transformer. their secondary windings.
Surge arresters do not differ from the usual arresters in the form of an insulating jacket or supporter in principle, but rather through their special design as a completely metal-enclosed apparatus.
This is made possible by the fact that there is an insulating wall between the discharge device and the boiler, gradually decreasing from the introduction towards the earthed end, namely the discharge device is tightly enclosed by the insulating wall by embedding synthetic resin.
In another embodiment, the arrester has a linear design, that is, the high-voltage busbar lies in the axis of the arrester, which is built as a rotating body. The coordination spark gap, the voltage-dependent. Resistors and the limiting resistances are housed in coaxial cylindrical bodies.
The following explanations deal with the assembly of the high-voltage switchgear described. Three dispositions are particularly useful: 1. The apparatus and their connecting rail elements are arranged on a horizontal track. You are beneficial with. Provided rails and can therefore easily be moved on the rails for the removal of a link. This type of assembly is suitable for the system according to FIG. 1.
If the busbars run vertically and are side by side in a plane perpendicular to the system axis, the Zri conductor bars do not need any bends. 2.
The devices and their connecting elements are mounted on one side of a vertical beam. Each one can be screwed onto it. It is useful to take them through detachable nuts by means of a common screw spindle in order to be able to change them in height by turning the spindle. If the busbars are horizontal,
the supply rails do not require an offset.
3. The apparatus and; Their connecting elements are mounted on both sides of a vertical support, they together form a U. If the busbars run horizontally, the feeder bars do not need any bends. This type of assembly is suitable for a system according to FIG. 2.
In all three types of installation, the different phases of an n-phase system can be placed so close to one another that you can see the largest axial projections touching.
In order to consistently carry out the principle of complete metallic encapsulation, the high-voltage low-voltage power supply lines must also be encapsulated in metal by being carried out through cables whose end caps on the station side are completely encapsulated in metal.