CH387135A - Metallgekapselte elektrische Hochspannungs-Schaltanlage - Google Patents

Description

      Metallgekapselte    -elektrische     Hochspannungs-Schaltanlage       Bei den im Hauptpatent beschriebenen Anlagen  handelt es sich um     Hochspannungs-Schaltanlagen,     welche aus mehreren, separate Einheiten bildenden  Teilen und Apparaten bestehen, wie Phasenleiter  schienen, Sammelschienen,     Trennern,        Umtrennern,     Lastschaltern,     Messwandlern,        Überspannungsschutz-          ableitern    usw., in zusammenhängender, metallisch  leitender,

   geerdeter     Umkapselung    und mit     Isolierharz-          Umhüllungen.    In jeder Einheit besteht die Haupt  isolation zwischen den     spannungführenden    Teilen  und der metallisch leitenden, geerdeten Hülle im  wesentlichen aus einem formhaltenden     Einbettungs-          harz,    vorzugsweise aus sogenanntem      Niederdruck -          Giessharz,    welches die mechanisch starre, genaue Hal  terung der     spannungführenden    eingebetteten Teile  gewährleistet.

   Die einzelnen Einheiten sowie deren  formhaltende Umhüllungen selbst sind     steckerartig     miteinander verbunden, derart, dass beim Zusam  menstecken der     -steckerartig    ausgebildeten Leiteren  den zweier zu verbindender Einheiten die zwischen  den     Kunstharzisolationen    der Einheiten verbleiben  den engen Kupplungsfugen mit einem     Fugenisolier-          stoff    gefüllt sind.  



  Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbes  serung und Weiterausbildung der Anlagen nach dem  Patentanspruch des Hauptpatentes und befasst sich  insbesondere mit dem Bereich der Kupplungsfugen  solcher Anlagen.  



  Es ist vom Standpunkt der Betriebssicherheit und  der Fertigungskosten aus wünschbar, die elektrische  Feldstärke in der Kupplungsfuge möglichst niedrig  zu halten, namentlich auch mit dem Ziel, als Fugen  isolierstoff wenigstens bis zu einer gewissen Höhe  der Nennspannung atmosphärische Luft und für  höhere Spannungen Luft von mässigem     überdruck     verwenden zu können.    Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine  konstruktive Ausbildung der     Kupplungsfugen-Zone,     welche das genannte Ziel in höchst einfacher Weise  erreicht.

   Die Erfindung besteht darin, dass zwischen  der metallisch leitenden Oberfläche und dem Kunst  harzkörper im Bereich der Kupplungsfuge in der  Aussenzone des     Kunstharzkörpers    ein Hohlraum vor  gesehen ist, der mit einem     Dielektrikum    gefüllt ist,  dessen     Dielektrizitätskonstante    erheblich niedriger ist  als diejenige des Kunstharzes.  



  Dieser Zwischenraum kann z. B. mit einem gas  förmigen Medium gefüllt sein, wie z. B. mit atmo  sphärischer Luft, komprimierter Luft oder einem an  deren Gas. Es kommen ferner für diesen Zweck  isolierende     Füssigkeiten,    wie Mineralöl, ein .Chlor  diphenyl usw., in Betracht oder ein fester Stoff niedri  ger     Dielektrizitätskonstante,    wie z. B. Polyäthylen.  Die Füllung kann auch aus einem festen und einem  flüssigen oder gasförmigen     Stoff    kombiniert sein.  Wenn der Werkstoff des     Kunstharzkörpers    im all  gemeinen eine     Dielektrizitätskonstante    von etwa 4  aufweist, so soll derjenige des Zusatzraumes vorzugs  weise zwischen 1 und etwa 2,5 liegen.  



  In vielen Fällen ist es vorteilhaft, dass das     Dielek-          trikum    im Zusatzraum identisch ist mit demjenigen  in der Fuge. Es ist dann zweckmässig, dass der Zu  satzraum mit dem Fugenraum in direkter Verbin  dung steht.  



  In Fällen, wo der Zusatzraum atmosphärische  Luft enthält, kann er auch mit dem umgebenden  Raum in Verbindung stehen, was selbstverständlich  über an sich bekannte     Luftreinigungsvorrichtungen,     wie Filter und     Entfeuchter,    geschehen kann.  



  Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der  Erfindung erläutert.  



  Der Zusatzhohlraum kann gebildet werden, in  dem der     Kunstharzkörper    im Bereich der Fuge eine           Einschnürung    erfährt, wie in     Fig.    1 dargestellt. In  dem in     Fig.    1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind  der Hohlraum und der Raum der Kupplungsfuge  voneinander getrennt, so dass sie mit verschiedenen  Media, mit z. B. unterschiedlicher     Dielektrizitätskon-          stante,    gefüllt sein können.  



  Es kann aber auch im Bereich des Zwischen  raumes eine nach aussen ausladende, mit der geerde  ten leitenden Oberflächenschicht des übrigen Kunst  harzkörpers leitend verbundene, den Hohlraum nach  aussen abschliessende metallische     Umkapselung    vor  gesehen sein, oder es kann auch die metallische     Um-          kapselung    der Anlage in der betreffenden Zone eine  radiale Ausbuchtung erfahren, wie in     Fig.    2 dar  gestellt. Die beiden Möglichkeiten lassen sich auch  kombinieren.

   Wenn die geerdete leitende Hülle nur  durch eine     Metallisierung    geschaffen ist, so kann  der Hohlraum auch durch eine Ausbuchtung des       Kunstharzkörpers    gebildet werden, wie in     Fig.    3  dargestellt, in welcher dieser Zusatzraum radial über  den grössten Durchmesser der Fuge vorsteht, zugleich  aber als     Einschnürung    ausgebildet ist.  



  In allen drei Figuren ist die aus zwei     gekuppel-          ten    Teilen bestehende     Hochspannungsstromschiene    1  von den     formhaltenden    zusammenstossenden     Einbet-          tungskunstharz-Isolationen    2 und 3 der benachbarten  Einheiten umgeben. Die formhaltenden Kunstharz  körper begrenzen eine enge Kupplungsfuge 4 und  sind mit der leitenden geerdeten Oberflächenschicht  bzw. mit einer geerdeten metallischen     Kapselung    5  im Sinne des Patentanspruchs des Hauptpatentes ver  sehen. Der Zusatzraum ist mit 6 bezeichnet.  



  In Fällen, wo ein innerer Hohlraum des Kunst  harzkörpers für irgendeinen funktionellen Zweck mit  einem     fliessbaren        Dielektrikum    gefüllt ist, kann dieser  Hohlraum unter Umständen     mitverwendet    werden,  um den Zusatzraum für die Fugenzone zu bilden.  



  Die Wirkungsweise des Zusatzhohlraumes kann  anhand der     Fig.    4 und 5 erklärt werden.     Fig.    4  zeigt je einen schematischen Längsquerschnitt durch  eine Fugenzone: links ohne, rechts mit dem Zusatz  raum. Durch die Kupplungen werden in den beiden  Fugenzonen Schnitte<I>AA</I> und     BB    gelegt, welche die  beiden Kupplungsfugen in der gleichen Entfernung  vom Stromleiter schneiden. 1 ist der Hochspannungs  stromleiter, 2 der     Kunstharzkörper,    3 die Kupplungs  fuge, 4 die metallische     Umkapselung    des Zusatzrau  mes.  



  In     Fig.    5 ist die radiale Feldstärke     (kV/cm)     in Funktion des Abstandes X von der Leiterober  fläche graphisch dargestellt, für die Querschnitte AA  und     BB    unter Annahme einer Feldstärke von  20     kV/cm    direkt an der Leiteroberfläche. Die       Dielektrizitätskonstante    des Kunstharzes betrage 4,  diejenige des     Fugendielektrikums    und des     Dielektri-          kums    im Zusatzraum betrage 1.

   Die gestrichelte    Kurve<B>A -A</B> stellt die Feldstärke in der Kupplungs  fuge ohne Zusatzraum, die ausgezogene Linie     B-B     die Feldstärke in der Kupplung mit Zusatzraum dar,  wobei die Spannung des Leiters gegen Erde in beiden  Fällen dieselbe ist. Man erkennt den deutlichen Vor  teil, den der Zusatzraum bringt, er vermindert hier       die        Feldstärke        in        der        Fuge        auf        50%,        wobei        die     radiale Dicke des Zusatzraumes gleich der radialen  Dicke des     Kunstharzkörpers    gewählt worden ist.

    Eine weitere radiale Vergrösserung des Zusatzraumes  würde keinen grossen Gewinn mehr bringen. In den  meisten praktischen Fällen wird eine radiale Dicke  des Zusatzraumes von 30 bis     1001/o    derjenigen des  Harzkörpers ausreichen.  



  Die im Interesse einer geringen     dielektrischen     Beanspruchung der Kupplungsfugen günstigsten Ab  messungen fordern manchmal einen grösseren Durch  messer des     Hochspannungs-Stromleiters,    als es sich  aus anderen Forderungen ergibt. Es genügt dann,  diese Vergrösserung nur in der Fugenzone und damit  also der Zone des Zusatzraumes vorzunehmen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Metallgekapselte elektrische Hochspannungs- Schaltanlage nach dem Patentanspruch des Haupt patentes, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der metallisch leitenden Oberfläche und dem Kunstharz körper im Bereich der Kupplungsfuge in der Aussen zone ein Hohlraum vorgesehen ist, der mit einem Dielektrikum gefüllt ist, dessen Dielektrizitätskon- stante erheblich niedriger ist als diejenige des Kunst harzes. UNTERANSPRÜCHE 1. Schaltanlage nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Hohlraum mindestens teilweise mit einem fliessbaren Dielektrikum gefüllt ist. 2.

   Schaltanlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Hohlraum mindestens teilweise eine Einschnürung im Kunstharzkörper bildet. 3. Schaltanlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die den Zwischenraum nach aussen umhüllende Wandung aus Giessharz besteht und vor zugsweise ein Teilstück des Giessharzisolierkörpers ist. 4. Schaltanlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Hochspannungs-Stromschiene im Axialbereich des Hohlraumes einen grösseren Durchmesser als im übrigen Teil aufweist. 5. Schaltanlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Hohlraum mit der Kupplungs fuge in direkter Verbindung steht. 6.

   Schaltanlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Zwischenraum mit atmosphä rischer Luft gefüllt ist und mit der Aussenluft in Verbindung steht.