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PATENTANSPRÜCHE
1. Erdbebengeschützte Verbindungsleitung für eine mit konzentrischem Innenleiter versehene metallgekapselte elektrische Hochspannungsschaltanlage, mit bewegungsausgleichenden Kompensatoren, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenleiter (108, 110, 208, 210) und die Kapselung (1000, 2000) in angenähert übereinstimmenden Bereichsteilen zwei räumlich auseinanderliegende Biegestellen (209; 202) und eine davon räumlich getrennte Längenausgleichsstelle (109; 1000) aufweisen.
2. Erdbebengeschützte Verbindungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden Biegestellen (202) der Kapselung als faltenbalgartiger Kompensator ausgebildet ist und die beiden Biegestellen (202) durch einen starren Rohrabschnitt (201) miteinander verbunden sind, wobei die Gesamtlänge des aus den beiden Biegestellen (202) und dem Rohrabschnitt (201) gebildeten Kapselungsgelenkabschnittes (2000) durch Zugstreben (203) begrenzt ist, welche Zugstreben (203) an ihren Lagerstellen (204) gelenkig angelenkt sind.
3. Erdbebengeschützte Verbindungsleitung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenausgleichsstelle (1000) der Kapselung zwei faltenbalgartige Kompensatoren (102) aufweist, die durch einen starren Mittelteil (101) miteinander verbunden sind, von welchem Mittelteil (101) eine seitliche Kapselungsabzweigung (11) mit zugehörigem Innenleiter (110) abgeht, wobei die Gesamtlänge der Längenausgleichsstelle (1000) durch Zugstreben (103) begrenzt ist.
4. Erdbebengeschützte Verbindungsleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstreben (103) in ihren Endbereichen mit der Längenausgleichsstelle (1000) der Kapselung starr verbunden sind und zumindest der Mittelteil (101) an den Zugstreben (103) längs beweglich geführt ist.
5. Erdbebengeschützte Verbindungsleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Ende des Mittelteiles (101) ein Kompensator (102) vorgesehen ist, welcher an den Zugstreben (103) längs beweglich geführt ist.
6. Erdbebengeschützte Verbindungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Biegestellen (209; 202) und die Längenausgleichsstelle (1) entlang des Strompfades nacheinander folgend angeordnet sind, wobei die beiden Biegestellen (209; 202) in einem zur Längenausgleichsstelle (1) seitlich versetzt parallel angeordneten Leitungsabschnitt vorgesehen sind.
7. Erdbebengeschützte Verbindungsleitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der die beiden Biegestellen (209; 202) aufweisende Leitungsabschnitt über einen Winkelabschnitt (100) mit einem Mittelteil (101) der Längenausgleichsstelle (1) verbunden ist (Fig. 2).
8. Erdbebengeschützte Verbindungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Biegestellen (209; 202) und die Längenausgleichsstelle (1) im wesentlichen miteinander fluchtend angeordnet sind (Fig. 1).
9. Erdbebengeschützte Verbindungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenausgleichsstelle (1) des Innenleiters als eine Schiebestelle mit einem Hülsenteil (109) und einem darin elektrisch leitend eingreifenden Stiftteil (108) ausgebildet ist.
10. Erdbebengeschützte Verbindungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Biegestellen des Innenleiters (208, 210) durch elektrisch leitende Kugelgelenke (209) gebildet sind.
Die Erfindung betrifft eine erdbebengeschützte Verbindungsleitung nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.
Bekanntlich sind elektrische Leitungen mit Anlageteilen, wie Schaltern, Transformatoren, Generatoren und dgl. fest verbunden. So lange die Verbindung zwischen Teilen erfolgt, die auf einem verhältnismässig schweren starren gemeinsamen Fundament befestigt sind, stellen sich auch hinsichtlich Erdbebensicherheit keine besonders schwierigen Probleme.
Sobald aber diese Fundamentgemeinschaft fehlt, kann die Verbindungsleitung, besonders, wenn es sich um eine solche der eingangs genannten Art handelt, rasch Schaden nehmen, wenn Erdstösse auftreten. Die Folge kann die Zerstörung einer Anlage sein.
Bislang sind Bewegungskompensationen nur im Sinne des Ausgleichs von Toleranzschwankungen bzw. von thermischen Dehnungen bei gekapselten Anlagen vorgeschlagen worden, wobei alle diese Vorschläge nur eine ungenügende gegenseitige Beweglichkeit der Teile erlauben, die für Erdbebensicherheit nicht ausreichen kann.
Beispielsweise ist nach der GB-PS 292 679 eine rein axiale Schiebebewegung der Kapselung vorgesehen, die eine Ausdehnung der Ölfüllung ermöglichen soll. Eine Querbewegung ist nicht möglich. Ähnlich verhält es sich bei der US-PS 3 036 148, wo ein einziges Gelenk für relativ kleine Differenzen als Toleranz- bzw. Dilatationsausgleich vorgesehen ist.
Ebenso verhält es sich bei der CH-PS 607 395 bzw. der DE-OS 25 45 832, wo die Kapselung zwei Gelenke hat, die als Toleranz- und Dilatationsausgleich dienen, wobei der Innenleiter beim vom Anlageteil entfernteren Gelenk einen kombinierten Gelenk-Längsausgleich hat. Zwei Kugelgelenke sind nach der FR-PS 1 530 230 in der Kapselung vorgesehen, die ebenfalls nur als Toleranzausgleich dienen können. Ein Schiebestück mit drehbaren Anschlüssen für Innenleiter, wobei aber ein Knicken im Sinne eines Gelenkes ausgeschlossen ist, wird als reiner Toleranzausgleich in der DE-OS 21 23 549 vorgeschlagen. Dies allerdings für drei Leiter in einem Rohr. Dies bedeutet, dass die Kapselung keine Drehung erfahren darf, weil sonst die drei Innenleiter miteinander verdrillt würden. Schon dies zeigt, dass nur geringfügiger Toleranzausgleich, nicht aber Erdbebensicherheit möglich ist.
Nach der CH-PS 482 330 und der DE-OS 19 22 433 besitzt der Innenleiter ein einfaches Gelenk zwischen zwei Gelenken der Kapselung, wobei aber höchstens im Millimeterbereich eine Längsbewegung möglich ist, sonst fällt das Ganze auseinander. Auch Knickungen sind nur in kleinen Dimensionen denkbar. Somit ist auch hier nur ein seitlicher Toleranzausgleich möglich. Um die Längendehnung einer Kapselung gegenüber einer Abzweigung in bescheidenen Grenzen zu neutralisieren, ist nach der DE-OS 26 26 247 vorgeschlagen worden, die Abzweigung zwischen zwei axial ausgerichteten Balgelementen vorzusehen, was aber keinesfalls über den Ausgleich von Wärmedehnung hinausführen kann. Eine Querbewegung zu den Bälgen ist nicht möglich.
Bei allen oben beispielsweise angeführten Fällen kann nur die weiter vorne genannte Fundamentsgemeinschaft zu Erdbebensicherheit führen.
Lediglich aus der CH-PS 540 404 ist ein Bruchdämpfer bekannt, der sich aber als einfacher Puffer und Wegbegrenzer präsentiert und somit zwar die Bewegung begrenzt, aber nicht Bewegungsfreiheit schafft, wie sie bei auf ungleichen Fundamenten befindlichen Teilen unerlässlich wäre.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine erdbebengeschützte Verbindungsleitung zu schaffen, die sich für metallgekapselte Hochspannungsschaltanlagen mit einem Innenleiter, der zentral in der Kapselung geführt ist, eignet, welche Verbindungsleitung die Verbindung voneinander unabhängiger Einheiten erdbebensicher zulässt, einfach montierbar und wirtschaftlich vorteilhaft ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Verbindungsleitung
nach Anspruch 1 vorgeschlagen.
Dadurch, dass die Kapselung und der Innenleiter in angenähert übereinstimmenden Bereichsteilen eine Längenausgleichsstelle und davon räumlich getrennt und untereinander räumlich getrennt zwei Biegestellen aufweist, ist die Möglichkeit für relativ grosse gegenseitige Bewegungen gegeben, wie sie bei einem Erdbeben mit Schwingungen einer Amplitude von z.B. 200 mm auftreten können. Eine in Axialrichtung der Leitung verlaufende Bewegung kann nämlich durch die Längenausgleichsstelle aufgenommen werden, während quer zur Leitung in beliebiger Richtung auftretende Bewegungskomponenten durch die beiden Biegestellen aufnehmbar sind.
Diese Funktionsteilung ermöglicht es, relativ einfach zu bauen und erleichtert die Montage. Man kann auf komplizierte teure Teile verzichten, was der Wirtschaftlichkeit zugute kommt.
Jede der beiden Biegestellen der Kapselung wird vorteilhaft einen oder mehrere faltenbalgartige Kompensatoren aufweisen, die aus geeignetem Material, insbesondere Metall bestehen können. Diese beiden Biegestellen sind vorzugsweise durch einen starren rohrartigen Abschnitt miteinander zu einem Kapselungsgelenkabschnitt verbunden, dessen Länge durch Zugstreben begrenzt ist, die an ihren Lagerstellen gelenkig angreifen.
Die Biegestellen des Innenleiters können ihrerseits vorteilhaft kugelgelenkartig ausgebildet sein, so dass sie raumsparend und einfach wie auch die Faltenbalge der Kapselung ausbildbar sind.
Die Längenausgleichsstelle der Kapselung ist vorteilhaft so ausgebildet, dass sie zwei räumlich getrennte faltenbalgartige Kompensatoren aufweist, die durch einen starren Mittelteil miteinander zu einer Kapselungseinheit verbunden sind.
Am genannten Mittelteil ist vorteilhaft eine seitliche Kapselungsabzweigung angebracht, die sich zusammen mit dem Mittelteil zwischen den Kompensatoren bewegen kann. Der aus den Kompensatoren und dem Mittelteil bestehende Kapselungsabschnitt ist daher vorzugsweise durch Zugstreben längenbegrenzt, wobei die Zugstreben mit den Endbereichen des Kapselungsabschnitts starr verbunden sein sollen. Der Mittelteil kann vorzugsweise an den Zugstreben längs derselben beweglich geführt sein, so dass er nur in Axialrichtung der miteinander im wesentlichen fluchtenden Kompensatoren beweglich ist. Auch die Kompensatoren können in dieser Weise an den Zugstreben geführt sein.
Der Innenleiter kann im Bereich der Längenausgleichsstelle vorteilhaft als Schiebestelle ausgebildet sein.
Grundsätzlich ist es möglich, die Biegestellen und die Längenausgleichsstelle sowohl in miteinander annähernd fluchtender Anordnung vorzusehen, als auch die Biegestellen in derart miteinander fluchtender Anordnung aber parallel zur Längenausgleichsstelle anzuordnen, je nach dem räumlichen und konstruktiven Gegebenheiten der Schaltanlagen. Im letzteren Fall kann durch einen starren Winkelabschnitt der Kapselung und des Innenleiters die Verbindung zwischen dem genannten Mittelteil des beschriebenen Längenausgleichsabschnittes und dem einen Ende des beschriebenen Kapselungsgelenkabschnittes hergestellt werden. Im erst genannten Falle wäre ein Leitungsteil oder Apparateteil am besagten Mittelteil und ein anderer am einen Ende des besagten Biegeteiles der Kapselung und des Innenleiters anzuschliessen.
Die geschilderte bevorzugte Längenausgleichsstelle kann als reines Winkelstück oder als T-Stück einer Leitung eingesetzt werden.
Die Erfindung soll nachstehend anhand der rein schematischen Zeichnung beispielsweise näher beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemässen Verbindungsleitung,
Fig. 2 eine Variante zu Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht nach Pfeil III der Längenausgleichsstelle in Fig. 1,
Fig. 4 eine Ansicht nach Pfeil IV des Gelenkabschnittes in Fig. 1,
Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 3 und
Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 4.
Man erkennt in Fig. 1, 2, 3 sowie 5 eine Längenausgleichsstelle 1 und in Fig. 1, 2, 4 und 6 einen Gelenkabschnitt 2. Die genannten Teile 1 und 2 sind in Fig. 1 miteinander fluchtend angeordnet, so dass die Leitung über den Gelenkabschnitt 2 in die Längenausgleichsstelle 1 und durch deren Mittelteil 10 und dessen Abzweigung 11 weiterläuft.
Nach Fig. 2 kommt die Leitung von links in die Längenausgleichsstelle und geht durch deren Mittelteil 10 und die genannte Abzweigung 11 mit Hilfe eines Winkelteiles 100 in den Gelenkabschnitt 2 und durch diesen weiter.
Durch die beiden Varianten lässt sich den verschiedenen Bedürfnissen eines Apparateanschlusses optimal Rechnung tragen. So kann man beispielsweise gemäss Fig. 1 einen Trafo und dgl. direkt an die Abzweigung anschliessen, während sich die Variante nach Fig. 2 gut eignet, um eine Durchgangsleitung über die Abzweigung 11, den Winkel 100 und den Gelenkabschnitt 2 mit einem Apparat zu verbinden. Selbstverständlich sind darüber hinaus die mannigfachsten Kombinationen möglich.
Die Längenausgleichsstelle 1 hat hinsichtlich der Kapselung ein T-förmiges starres Mittelteil 101, an das beidseits Faltenbalge 102 angeschlossen sind. Zugstangen 103 sind an den äusseren Enden 104 der Faltenbalge starr befestigt und bestimmen dadurch die Gesamtlänge dieses Kapselungs-Längenausgleichsteils 1000. An den Zugstangen 103 sind Führungen 105 für den Kapselungsmittelteil 101 und Führungen 106 für die Faltenbalge 102 so vorgesehen, dass eine Bewegung längs der Zugstangen möglich ist, dass aber eine Querbewegung weitgehend unterbunden wird. Dies hat den Vorteil, dass die fluchtende koaxiale Lage der Teile nicht verändert wird, so dass der Innenleiter (vgl. Fig. 5) seine koaxiale Lage beibehält.
In Fig. 5 erkennt man den durch Stützisolatoren 107 koaxial durch den einen Faltenbalg 102 eingeführten Innenleiter
108, der über einen Schiebekontakt 109 mit der Abzweigung
110 verbunden ist.
Der Gelenkabschnitt 2 weist einen starren Kapselungsrohrteil 201 auf, an dessen beiden Enden je ein Faltenbalg 202 angeschlossen ist. Zugstangen 203 sind an den äusseren
Enden 204 der Faltenbalge 202 gelenkig angelenkt und bestimmen die Länge des Kapselungs-Gelenkteiles 2000, wobei aber eine beliebige Biegebewegung der Faltenbalge 202 als Biegestellen bestehen bleibt.
In Fig. 6 erkennt man, dass die durch Stützisolatoren 207 (analog Stützisolatoren 107) koaxial in der Kapselung geführten Innenleiterteile 208, über Kugelgelenkkontakte 209 mit dem im Gelenkabschnitt 2 befindlichen starren Innenleiterab schnitt 210 verbunden sind. So ist wegen der im gleichen
Bereich befindlichen Gelenkstellen 202 und 209 eine ausreichende Zentrierung des Innenleiters 210 gesichert und grosse
Beweglichkeit gegeben.
Die Kombination der beiden Teile, nämlich der Längen ausgleichsstelle 1 und des Gelenkabschnittes 2, ergeben der gestalt eine für Erdbebensicherheit ausreichende Beweglich keit, ohne dass deshalb eine übermässige Dimensionierung nötig wäre.
Dabei ist auch die erforderliche Dichtigkeit der Kapselung und deren durchgehende elektrische Leitfähigkeit ohne
Probleme realisierbar.