CH628468A5

CH628468A5 - Gekapselte gasisolierte hochspannungsleitung.

Info

Publication number: CH628468A5
Application number: CH563078A
Authority: CH
Inventors: Franz Czech; Georg-Heinz Krieter
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1978-05-24
Filing date: 1978-05-24
Publication date: 1982-02-26
Also published as: US4280015A; DE7817513U1; JPS54154091A; DE2825584C2; DE2825584A1; BR7903141A; HU184609B; SU1024021A3; JPS6156682B2

Description

Die Erfindung betrifft eine gekapselte gasisolierte Hochspannungsleitung mit einem auf Erdpotential befindlichen metallischen Gehäuseteil bei dem aussen eine starr mit diesem verbundene Isolierstoffumhüllung angebracht ist, und mit einem in diesem Gehäuse mittels Isolatoren abgestützen elektrischen Leiter.

Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik von gekapselten gasisolierten Hochspannungsleitungen Bezug, wie er in der DE-OS 2 202 401 beschrieben ist. Dort besteht die Kapselung der Hochspannungsleitung aus einem Isolierstoff, in den ein metallischer Schirm aus einem Gittergeflecht oder aus einer Folie eingebettet ist. Dieser zur Begrenzung des elektrischen Feldes nach aussen vorgesehene Schirm ist mit Erdleiterschienen galvanisch verbunden, die im Innern der Kapselung angeordnet und mit der Kapselung starr verbunden sind. Diese metallischen Erdleiterschienen sind so bemessen, dass sie einen eventuell auftretenden Lichtbogenstrom über längere Zeit führen bzw. zu einer Sollbrennstelle weiterleiten können, an welcher der Lichtbogen bis zum Abschalten der Hochspannungsleitung stehen bleiben kann.

Eine elektrische Abschirmung, die in die Gehäusewand aus Kunststoff eingebettet werden muss, ist in bezug auf die Randfeldstärken problematisch und aufwendig in der Herstellung.

Die im Innern der Kapselung angebrachten Erdleiterschienen bedingen eine Vergrösserung des Kapseldurchmessers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gekapselte gasisolierte Hochspannungsleitung bei Auftreten eines Lichtbogens in lichtbogengefährdeten Bereichen unter Verwendung wirtschaftlich gefertigter Mantelrohre durch einen einfach aufzubringenden und mit geringem Kostenaufwand herzustellenden und mit geringem Kostenaufwand herzustellenden Durchschmelz- bzw. Durchschweissschutz zu versehen.

Die Aufgabe wird gemäss dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Durch die Verwendung eines Metallgehäuses als Kapselung wird erreicht, dass die Gasfüllung, z.B. SF6-Gas, nicht mit der als Durchschweissschutz verwendeten Isolierstoffumhüllung in Verbindung kommt. Die Isolierstoffumhüllung braucht nicht lunkerfrei zu sein, es kann ein relativ billiges, fertigungsgerechtes Isoliermaterial verwendet werden. Zur Aufwertung von bestehenden Anlagen in bezug auf erhöhte Lichtbogensicherheit bzw. für den Fall, dass höhere Kurzschlussleistungen erforderlich werden, kann die Isolierstoffumhüllung auch nachträglich aufgebracht werden, ohne die Anlage zu demontieren oder ausser Betrieb zu nehmen. Gleichzeitig verleiht die Isolierstoffumhüllung der Kapselung eine erhöhte Berstfestigkeit. Die Kapselungsdurchmesser können unabhängig von örtlicher Lichtbogengefährdung optimal dimensioniert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine gekapselte gasisolierte Hochspannungsleitung in einem Längsschnitt,

Fig. 2 und 3 Längsschnitte von Gehäusewandungsteilen einer gasisolierten Hochspannungsleitung mit Kunststoffumhüllungen an lichtbogengefährdeten Stellen.

In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt ausschnittweise einen Teil einer Hochspannungsleitung, in der ein elektrischer Stromleiter 1 durch einen Spannungsisolator bzw. einen Isolierstützer 2 gegenüber geerdeten Metallkapselungen 3 und 4 elektrisch isoliert abgestützt ist. Die Metallkapselung ist aus zylindrischen Rohren zusammengesetzt, die durch Flansche 5, 6 gasdicht miteinander verbunden sind. Dabei kann zwischen diesen Flanschen oder in nicht dargestellten Ausnehmungen der Flansche ein Isolierstützer 2 gasdicht eingesetzt sein. Die Wandstärken der Metallrohre sind entsprechend dem vorgesehenen Betriebs-Gasdruck, der bis 10 bar betragen kann, ausgelegt. Bei Verwendung von Aluminiumrohren kommen dabei Wandstärken zwischen 2 mm und 12 mm zur Anwendung, wobei Aluminiumrohre kleiner Wandstärken vorzugsweise aus spiralgeschweiss-tem Aluminiumband bestehen. Auf lichtbogengefährdete Bereiche A und B des Metallrohres ist eine hitze- und druckbeständige Isolationsschicht 7 aus einem Kunstharz, insbesondere aus einem Epoxidharz-Glasfasergewebe oder aus Glasfaser-Rovings, die in Kunstharz eingebettet sind, aufgebracht. Duroplaste sind für die Isolationsschicht geeignet, Thermoplaste hingegen nicht, da sie durch die Hitzeentwicklung eines Störlichtbogens 10 flüssig werden. Lichtbogengefährdete Bereiche sind insbesondere Rohrabschnitte mit verringertem Rohrdurchmesser oder mit verringerter Wandstärke oder mit Un-stetigkeitsstellen, wie z.B. Leiterdurchführungen, gewinkelte Leiterführungen, oder Bereiche mit starker Krümmung der Leitung und stationäre Brennstellen, sogenannte Lichtbogenschottstellen, wie z.B. Isolierstützer u.dgl., die den Lichtbogen, der von der ihn speisenden Stromquelle wegwandert, aufhalten. Zu schützen sind auch solche Gehäusestellen, bei denen eine Durchschmelzgefahr durch vorbeiströmende, heisse Gase besteht, insbesondere in Gehäusebereichen zwischen stationären Brennstellen eines Lichtbogens und externen Druck10

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entlastungsstellen. Falls durch Sicherheitseinrichtungen der Anlage die zum Lichtbogen führende Störung nicht schnell genug beseitigt wird, kann die Metallkapselung durchschmelzen bzw. durchschweissen. Die dann unter Druck austretenden heissen und eventuell giftigen Gase können anwesendes Per- 5 sonai gefährden. Eine solche Gefahr besteht insbesondere für nicht tragende Schaltanlagenteile geringer Wandstärke, wobei der Betriebsdruck z.B. bei Verwendung von Schwergasen wie SF6 nur wenig über Atmosphärendruck zu sein braucht. Die Isolationsschicht 7, die aus einem hitzebeständigen, feuerfesten 10 Werkstoff besteht, bietet aufgrund ihres hohen elektrischen Widerstandes dem Fusspunkt des Lichtbogens keine Basis und verhindert aufgrund ihrer Druck- und Hitzebeständigkeit einen Gasaustritt bei durchgeschmolzenem Metallrohr. Die Isolationsschicht 7 wird vorteilhaft durch eine kombinierte Flä- 15 chen-Wickeltechnik unter Anwendung einer Zugvorspannung aufgebracht. Die auf diese Weise erzeugte Bandage sollte mindestens 2 mm dick sein. Stationäre Lichtbogenbereiche 9 in der Nähe von Lichtbogenschottstellen sollten eine Bandage B von mindestens 5 mm Dicke über einen Längsabschnitt des 20 Metallrohres von etwa 400 bis 500 mm aufweisen.

Die Fig. 2 zeigt eine hitze- und druckbeständige Isolierschicht 7 auf einer Metallkapselung 3, deren lichtbogengefährdeter, dünnwandiger Rohrabschnitt zusätzlich durch eine zwischen der Isolierschicht 7 und der Metallkapselung 3 angeordnete, hitzebeständige isolierende Zwischenschicht bzw. Einlage 8 z.B. aus Asbest geschützt ist, welche die Durchschweissfe-stigkeit eines eventuell brennenden Störlichtbogens erhöht. Diese Einlage 8 braucht nicht druckbeständig zu sein. Der Schmelzpunkt des Einlagematerials soll über 1000 °C liegen.

Fig. 3 zeigt stärker lichtbogengefährdete Bereiche der Metallkapselung 3, d.h. dünnwandige Rohrabschnitte mit kleinerem Rohrdurchmesser, mit einer dickeren, hitze- und druckbeständigen Isolationsschicht 7. Die Umwicklung kann in der Schichtdicke variiert werden, so dass auf besonders gefährdeten Stellen eine Verdickung aufgebracht werden kann. Die Wicklung kann an Lichtbogenfusspunkten bis zu 20 Schichtdicken aufweisen. Sie muss an allen lichtbogengefährdeten Stellen den auftretenden Gasdruck aushalten. Eine Vorspannung der Umwicklung und/oder eine thermische Aushärtung des Harzes erhöht die Berstfestigkeit der Metallkapselung.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Gekapselte gasisolierte Hochspannungsleitung mit einem auf Erdpotential befindlichen metallischen Gehäuseteil, bei dem aussen eine starr mit diesem verbundene Isolierstoffumhüllung angebracht ist, und mit einem in diesem Gehäuse mittels Isolatoren abgestützten elektrischen Leiter, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse im wesentlichen eine gasdichte Metallkapselung (3, 4) aufweist und dass die Isolierstoffumhüllung (7, 8) wenigstens im Bereich von Gehäusestellen angebracht ist, die durch einen Lichtbogen gefährdet sind.

2. Hochspannungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkapselung (3, 4) aus spiralge-schweisstem Aluminiumband besteht.

3. Hochspannungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierstoffumhüllung aus einer hitze-und druckbeständigen Isolationsschicht (7) besteht.

4. Hochspannungsleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hitze-und druckbeständige Isolationsschicht (7) im wesentlichen aus Kunstharz, insbesondere aus einem Epoxidharz mit einer Glasfaserarmierung, insbesondere aus Glasfasergewebe oder aus Glasfaser-Rovings besteht.

5. Hochspannungsleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der hitze- und druckbeständigen Isolationsschicht (7) und der Metallkapselung (3, 4) eine hitzebeständige, isolierende Zwischenschicht (8) angeordnet ist und dass der Schmelzpunkt des Werkstoffes der Zwischenschicht oberhalb 1000 °C liegt.

6. Hochspannungsleitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (8) aus Asbest besteht.

7. Hochspannungsleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hitze-und druckbeständige Isolationsschicht (7) einen ein- oder mehrschichtigen, unter Zugvorspannung stehenden Wickel aufweist.

8. Hochspannungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierstoffumhüllung (7) an Gehäusestellen angebracht ist, bei denen eine Durch-schmelzgefahr durch vorbeiströmende, heisse Gase besteht, insbesondere in Gehäusebereichen zwischen stationären Lichtbogenbrennstellen und externen Druckentlastungsstellen.