Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Energie-übertragung und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung von gekapselten, gasisolierten Hochspannungsanlagen anzuwenden, bei denen zwischen zwei miteinander verbundenen Kapselungsabschnitten unter Verwendung eines Isolators ein Verbindungsbereich gebildet wird.
Bei gasisolierten Hochspannungs-Schaltanlagen und gasisolierten Rohrleiteranlagen ist es üblich, benachbarte Kapselungsabschnitte in der Weise miteinander zu verbinden, dass ein Scheiben- oder trichterförmiger Isolator mit seinem Randbereich zwischen die Ringflansche der beiden benachbarten Kapselungsabschnitte eingespannt wird. Der Randbereich derartiger Isolatoren, bei denen es sich um gasdurchlässige oder der Abschottung dienende Isolatoren handeln kann, weist eine metallische Ringarmatur auf, die den eigentlichen, aus Giessharz bestehenden Isolierkörper des Isolators umfasst. Bei der Herstellung eines solchen Isolators entsteht zwischen der Aussenfläche des Isolierkörpers und der Innenfläche der Ringarmatur ein Spalt.
Dieser Spalt wird gegen die Gasräume der Hochspannungsanlage dadurch abgedichtet, dass der Isolierkörper an jeder Stirnseite des Randbereiches mit einer Ringnut zur Aufnahme eines Dichtungsringes versehen ist (DE 2 526 671 A1, DE 2 624 908 C2). Der ausserhalb der Gasräume liegende Spalt füllt sich daher mit Luft, die - in Abhängigkeit von der Entfernung des Spaltes von den Hochspannungspotential führenden Teilen der Anlage und von der Höhe der an den Potenzial führenden Teilen anliegenden Spannung - einer elektrischen Feldstärke ausgesetzt ist. Bei kompakter Bauweise der Anlage kann es zu unerwünschten Teilentladungen im Bereich des Luftspaltes kommen.
Ausgehend von einem Verbindungsbereich mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, den Verbindungsbereich so auszugestalten, dass der Spalt zwischen dem Isolierkörper und der metallischen Ringarmatur frei von Teilentladungen ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäss der Erfindung vorgesehen, dass der Spalt an einen der beiden an den Isolator angrenzenden Gasräume angeschlossen ist.
Diese gemäss der Erfindung vorgesehene Massnahme hat zur Folge, dass auch der Spalt mit dem in der Hochspannungsanlage vorhandenen Isoliergas gefüllt ist und daher die gleichen dielektrischen Eigenschaften wie der Gasraum der Hochspannungsanlage aufweist. Die höhere dielektrische Festigkeit des Isoliergases gegenüber Luft unterbindet daher das Auftreten von Teilentladungen. - Die Füllung des Spaltes zwischen Isolierkörper und Ringarmatur kann mittels einer Bohrung realisiert werden, die den Spalt mit einem der angrenzenden Gasräume verbindet. Fertigungstechnisch einfacher ist es, eine Ringnut des Isolierkörpers mit einem Kanal zu hintergreifen, der den Spalt mit dem Gasraum verbindet; dabei ist die metallische Ringarmatur an jeder Stirnseite gegen den Ringflansch des angrenzenden Kapselungsabschnittes abzudichten.
Dies kann mit jeweils einer Ringnut erfolgen, die zur Aufnahme eines Dichtungsringes dient, wobei diese Ringnut entweder in die Stirnseite der Ringarmatur oder in die Stirnfläche des Ringflansches des angrenzenden Kapselungsabschnittes eingearbeitet ist. - Diese Massnahmen sehen also einen zusätzlichen Dichtungsbereich radial ausserhalb des Spaltes vor und sehen zugleich vor, dass der Spalt von einem der beiden an den Isolator angrenzenden Gasräume aus zugänglich ist, während der Spalt gegenüber dem jeweils anderen Gasraum durch die am Isolierkörper vorhandene zweite Dichtung abgeschottet bleibt. Wenn der Isolator als Schottisolator ausgebildet ist, ist auf diese Weise eine kommunizierende Verbindung zwischen den beiden angrenzenden Gasräumen über den Spalt verhindert.
Die gemäss der Erfindung vorgesehene Ausgestaltung des Verbindungsbereiches ermöglicht es, den Verbindungsbereich in radialer Richtung kompakter als bisher zu gestalten, also die radiale Ausladung des Flanschbereiches zu verkleinern und gegebenenfalls den Durchmesser der Kapselung kleiner zu wählen.
Ein Ausführungsbeispiel für die neue Ausgestaltung eines Verbindungsbereiches ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Dabei zeigt Fig. 1 im Querschnitt einen Isolator und Fig. 2 im Ausschnitt den Verbindungsbereich zwischen den einander benachbarten Flanschen zweier Kapselungsabschnitte.
Fig. 1 zeigt einen Isolator 10, der aus einem Isolierkörper 11 aus Giessharz, einer metallenen Eingussarmatur 12 und einer metallenen Ringarmatur 13 besteht. Zwischen dem Isolierkörper 11 und der Ringarmatur 13 ist ein Spalt 14 vorhanden.
In den äusseren Randbereich des Isolierkörpers 11 ist an beiden Stirnseiten jeweils eine Ringnut 15 bzw. 16 eingearbeitet. Gleichartige Ringnuten 17, 18 sind an den Stirnseiten der Ringarmatur 13 unterhalb der Befestigungsbohrung 19 angeordnet.
Gemäss Fig. 2 ist der äussere Randbereich des Isolators 10 zwischen zwei Ringflansche 1 und 2 von zwei Kapselungsabschnitten einer gasisolierten Hochspannungsschaltanlage eingespannt. Für Dichtungszwecke ist in die Ringnut 15 des Isolierkörpers 11 ein Dichtring 3 eingelegt, während der in die Ringnut 16 eingelegte Dichtring 4 nur der mechanischen Positionierung des Isolierkörpers 11 dient. In die Ringnuten 17 und 18 der Ringarmatur 13 sind die Dichtringe 5 und 6 eingelegt. Die für den Dicht-ring 4 vorgesehene Ringnut 16 am Isolierkörper 11 ist von einem Kanal 20 hintergriffen, der eine Verbindung zwischen dem Spalt 14 und dem rechts vom Isolator gelegenen Gasraum 7 herstellt. Ein solcher Kanal kann an nur einer Stelle oder am Umfang des Isolators verteilt mehrfach angeordnet sein.
Infolge des Kanals 20 steht der Spalt 14 in Verbindung mit dem Gasraum 7, sodass das in dem Gasraum befindliche Isoliergas auch den Spalt 14 ausfüllt. Der Gasraum 7 und der Spalt 14 sind gegenüber dem links vom Isolator 10 liegenden Gasraum 8 durch den Dichtring 3 abgedichtet. Die Dicht-ringe 5 und 6 in der Ringarmatur 13 dichten den Gasraum 7 gegen die umgebende Atmosphäre ab.
The invention is in the field of energy transfer and is to be applied in the structural design of encapsulated, gas-insulated high-voltage systems in which a connection region is formed between two interconnected encapsulation sections using an insulator.
In gas-insulated high-voltage switchgear and gas-insulated piping systems, it is customary to connect adjacent encapsulation sections in such a way that a disc or funnel-shaped insulator is clamped with its edge region between the annular flanges of the two adjacent encapsulation sections. The edge region of such insulators, which may be gas-permeable or insulator-serving insulators, has a metallic ring fitting which comprises the actual insulating body of the insulator consisting of cast resin. In the manufacture of such an insulator, a gap is created between the outer surface of the insulating body and the inner surface of the ring fitting.
This gap is sealed against the gas spaces of the high-voltage system in that the insulating body is provided on each end face of the edge region with an annular groove for receiving a sealing ring (DE 2 526 671 A1, DE 2 624 908 C2). The gap lying outside the gas spaces therefore fills with air which is exposed to an electric field strength depending on the distance of the gap from the high-voltage potential-carrying parts of the system and on the level of the voltage carrying parts. With a compact design of the system, undesirable partial discharges may occur in the area of the air gap.
Starting from a connection region with the features of the preamble of claim 1, the invention is based on the object, the connection region in such a way that the gap between the insulating body and the metallic ring fitting is free of partial discharges.
To achieve this object, it is provided according to the invention that the gap is connected to one of the two adjoining the insulator gas spaces.
This measure provided according to the invention has the consequence that the gap is also filled with the insulating gas present in the high-voltage system and therefore has the same dielectric properties as the gas space of the high-voltage installation. The higher dielectric strength of the insulating gas to air therefore prevents the occurrence of partial discharges. - The filling of the gap between the insulating body and ring fitting can be realized by means of a bore which connects the gap with one of the adjacent gas spaces. Manufacturing technology is easier to engage behind an annular groove of the insulator with a channel that connects the gap with the gas space; while the metallic ring fitting is sealed at each end face against the annular flange of the adjacent Kapselungsabschnittes.
This can be done with one annular groove, which serves to receive a sealing ring, this annular groove is incorporated either in the end face of the ring fitting or in the end face of the annular flange of the adjacent encapsulation section. - These measures thus provide an additional sealing area radially outside the gap before and at the same time provide that the gap of one of the two adjoining the insulator gas chambers is accessible, while the gap with respect to the other gas space sealed off by the second seal present on the insulator remains. If the insulator is designed as a bulkhead insulator, in this way a communicating connection between the two adjacent gas spaces is prevented via the gap.
The embodiment of the connection region provided according to the invention makes it possible to make the connection region in the radial direction more compact than before, ie to reduce the radial projection of the flange region and, if appropriate, to make the diameter of the encapsulation smaller.
An exemplary embodiment of the new embodiment of a connection region is shown in FIGS. 1 and 2. 1 shows in cross-section an insulator, and FIG. 2 shows in section the connecting region between the mutually adjacent flanges of two encapsulation sections.
Fig. 1 shows an insulator 10, which consists of an insulating body 11 made of casting resin, a metal sprue fitting 12 and a metal ring fitting 13. Between the insulating body 11 and the ring fitting 13, a gap 14 is present.
In the outer edge region of the insulating body 11, an annular groove 15 or 16 is incorporated on both end faces. Similar annular grooves 17, 18 are arranged on the end faces of the ring fitting 13 below the mounting hole 19.
According to FIG. 2, the outer edge region of the insulator 10 is clamped between two annular flanges 1 and 2 of two encapsulation sections of a gas-insulated high-voltage switchgear. For sealing purposes, a sealing ring 3 is inserted into the annular groove 15 of the insulating body 11, while the inserted into the annular groove 16 sealing ring 4 only serves for the mechanical positioning of the insulating body 11. In the annular grooves 17 and 18 of the ring fitting 13, the sealing rings 5 and 6 are inserted. The intended for the sealing ring 4 annular groove 16 on the insulating body 11 is engaged behind by a channel 20, which establishes a connection between the gap 14 and the right of the insulator gas space 7. Such a channel can be arranged multiply distributed at only one point or on the circumference of the insulator.
As a result of the channel 20, the gap 14 is in communication with the gas space 7, so that the insulating gas located in the gas space also fills the gap 14. The gas space 7 and the gap 14 are sealed off from the gas space 8 located to the left of the insulator 10 by the sealing ring 3. The sealing rings 5 and 6 in the ring fitting 13 seal the gas space 7 against the surrounding atmosphere.