CH694778A5 - Kapselungsbaustein für eine dreiphasige Sammelschiene einer Hochspannungsanlage. - Google Patents

Description

  



   Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Energieverteilung und ist  bei der konstruktiven Ausgestaltung von gekapselten, gasisolierten  Hochspannungsanlagen anzuwenden, bei denen zwei Anlagenteile mechanisch  und elektrisch über einen dreiphasig -gekapselten Sammelschienen-Baustein  miteinander verbunden sind. 



   Bei dreiphasigen Hochspannungsanlagen ist es üblich, wenigstens im  Bereich der Sammelschienen die einzelnen Abschnitte der drei Phasenleiter  in einem gemeinsamen, rohrförmigen Kapselungsgehäuse anzuordnen.  Die Phasenleiter verlaufen dabei parallel zur Achse des Kapselungsgehäuses  und sind in aller Regel im Dreieck angeordnet. Die Phasenleiter sind  weiterhin einzeln oder gemeinsam über wenigstens einen Isolator am  Kapselungsgehäuse abgestützt (DE 2 211 987 A1, DE 2 364 560 A1).  Bei einer Variante der gemeinsamen Abstützung ist zum einem zwischen  jedem Phasenleiter und der Kapselung jeweils ein Stützer angeordnet,  zum anderen befindet sich ein weiterer, sternförmig aufgebauter Mehrfachstützer  zwischen den Phasenleitern und stützt diese gegen die einzelnen Stützer  ab (DE 2 036 270 A1). 



   Bei einer anderen dreiphasigen Energieübertragungsanlage, bei der  die Phasenleiter nebeneinander in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet  sind, besteht jeder Phasenleiter aus zwei hohlen Profilsträngen,  die einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen. Der einzelne Profilstang  weist dabei einen längs des Kreisdurchmessers verlaufenden Leiterbereich  und    einen längs des Kreisumfanges verlaufenden Leiterbereich auf.  Die beiden Profilstränge ergänzen sich zu einem kreisförmigen Querschnitt.  Ein einzelner Profilstrang kann aber auch allein den jeweiligen Phasenleiter  bilden. Dabei sind die Phasenleiter nebeneinander in einer Ebene  angeordnet (US 2 964 586 A, insbesondere Fig. 23 und 24). 



   Ausgehend von einem Kapselungsbaustein mit den Merkmalen des Oberbegriffes  des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,  die Komponenten "Phasenleiter" und "Stützisolatoren" so anzuordnen  und auszugestalten, dass bei einfachem konstruktivem und dielektrisch  günstigem Aufbau eine leichte Montierbarkeit gewährleistet ist. 



   Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäss der Erfindung vorgesehen, dass  ein für die drei Phasenleiter gemeinsamer, mit im Wesentlichen zylindrischen  Leiterdurchführungen versehener Stützisolator einem der beiden Flansche  des Kapselungsgehäuses zugeordnet ist, dass zwischen den beiden Enden  des Kapselungsgehäuses wenigstens ein isolierendes Stützelement zur  Abstützung der Phasenleiter gegeneinander angeordnet ist, dass weiterhin  die Phasenleiter ein im Querschnitt halbkreisförmiges Rohrprofil  mit einem längs des Kreisumfanges verlaufenden und einem längs des  Kreisdurchmessers verlaufenden Leiterbereich aufweisen, wobei der  längs des Kreisdurchmessers verlaufende Leiterbereich der Achse des  Kapselungsgehäuses zugewandt ist,

   und dass schliesslich die Phasenleiter  über Verbindungsstücke an den Leiterdurchführungen des flanschseitigen  Stützisolators befestigt sind. 



   Bei einer derartigen Ausgestaltung des Kapselungsbausteines bilden  der Stützisolator, die Phasenleiter und das isolieren   de Stützelement  eine relativ stabile, vormontierbare Einheit, die leicht in das Kapselungsgehäuse  eingeführt und an dem einen Verbindungsflansch fixiert werden kann.  Die Ausgestaltung der Phasenleiter mit einem im Querschnitt halbkreisförmigen  Rohrprofil bietet dabei die Möglichkeit, den Raum innerhalb des Kapselungsgehäuses  dielektrisch optimal zu nutzen, d.h. den Innendurchmesser des Kapselungsgehäuses  möglichst klein zu halten.

   Dies wird in weiterer Ausgestaltung der  Erfindung dadurch erreicht, dass die Ebene des längs des Kreisdurchmessers  verlaufenden Leiterbereiches jeden Phasenleiters radial nach aussen  versetzt zur Achse der jeweiligen Leiterdurchführung verläuft; dabei  weisen also die Leiterdurchführungen des Stütz-isolators einen grösseren  radialen Abstand zum Kapselungsgehäuse auf als die Phasenleiter.  Demzufolge kann der Stützisolator einen relativ kleinen Aussendurchmesser  aufweisen. Hierzu empfiehlt es sich, die Verbindungsstücke zur Aufnahme  der Enden der Phasenleiter konsolenartig auszubilden und sie direkt  mit den Leiterdurchführungen des Stützisolators zu verbinden.

   An  ihrem dem Stützisolator abgewandten Ende werden die Phasenleiter  zweckmässig mit Verbindungsstücken versehen, die zur Ankoppelung  der Phasenleiter an Durchführungen im Stützisolator eines angrenzenden  Kapselungsbausteines ein Kontaktteil eines Gleitkontaktes tragen.                                                              



   Bei grösserer Länge des Kapselungsbausteines, also bei einer Länge  von mehr als 8 bis 10 Metern, kann es sinnvoll sein, wenigstens zwei  der Phasenleiter zusätzlich einzeln an dem Kapselungsgehäuse isolierend  abzustützen; die hierzu verwendeten Stützer können in an sich bekannter  Weise als Gleitstützer ausgebildet sein. - Die zusätzlich isolierende  Abstützung von nur zwei Phasenleitern ist dann sinnvoll, wenn die  im Dreieck angeordneten Phasenleiter so platziert sind,    dass der  obere Phasenleiter auf einer vertikalen Achse und die beiden anderen  Phasenleiter in Umfangsrichtung um etwa +120 DEG  dazu versetzt angeordnet  sind.

   In diesem Fall haben die beiden unteren Phasenleiter auch einen  relativ grossen Abstand vom Bodenbereich des Kapselungsgehäuses und  damit von gegebenenfalls am Boden liegenden Verunreinigungen, die  dielektrisch wirksam werden könnten. 



   Die vorgesehene Querschnittsform der Phasenleiter ermöglicht es im  übrigen, dass entsprechende Rohrprofile nur einer Säge- und Bohr-Bearbeitung  unterzogen werden müssen, um sie auf Länge zu schneiden und um die  erforderlichen Befestigungsbereiche zu bilden. Hierzu empfiehlt es  sich, die -Phasenleiter in dem längs des Kreisumfanges verlaufenden  Bereich jeweils mit einer Abflachung zu versehen, die dem längs des  Kreisdurchmessers verlaufenden Bereich gegenüberliegt und mit Montagebohrungen  versehen ist. 



   Die halbkreisförmige Querschnittsform der Phasenleiter ermöglicht  es auch, die Phasenleiter zur Anpassung an hohe Nennströme dadurch  elektrisch zu verstärken, dass jeder Phasenleiter in wenigstens einem  Längsabschnitt elektrisch durch ein gleichartiges, spiegelbildlich  angeordnetes Leiterstück verstärkt ist, dem an seinen Enden elektrodenartige  Endstücke zugeordnet sind. 



   Ein Ausführungsbeispiel des neuen Kapselungsbausteines ist in den  Figuren dargestellt. Dabei zeigt 



   Fig. 1a mit Fig. 1b einen Längsschnitt durch den neuen Kapselungsbaustein,                                                     



   Fig. 2 einen Querschnitt im Bereich eines zur gegenseitigen Abstützung  der Phasenleiter vorgesehenen Stützelementes, 



     Fig. 3 einen Querschnitt im Bereich von zwei zusätzlich vorgesehenen  Abstützungen für zwei Phasenleiter und 



   Fig. 4 einen Querschnitt eines elektrisch verstärkten Phasenleiterabschnittes.                                                 



   Die Fig. 1a und 1b zeigen einen - bezüglich seiner Länge verkürzt  dargestellten - Kapselungsbaustein 1, dessen Kapselungsgehäuse 2  aus einem rohrartigen Mittelteil 21 und zwei giesstechnisch hergestellten  Endteilen 22 und 23 besteht. Jedes Endteil weist einen Montageflansch  24 bzw. 25 auf und ist mit einer Montageöffnung 26 bzw. 27 und einer  weiteren Öffnung 28 bzw. 29 zum Anschluss eines Messfühlers oder  einer Sonde oder einer Gasleitung versehen. An dem Flansch 25 ist  ein Stützisolator 3 angeordnet, der in üblicher Weise aus einem scheibenartigen,  mit axialen Durchlässen 34 versehenen Isolierkörper 31 und einer  ringförmigen Metallarmatur 32 besteht.

   In den Isolierkörper 31 sind  drei Leiterdurchführungen 33 eingebettet, die mit Zentrier- und Gewindelöchern  versehen sind. - Ein gleichartiger Stützisolator 4 ist an dem anderen  Ende des Kapselungsbausteines am Flansch 24 angeordnet. Dieser Stützisolator  gehört jedoch zu einem angrenzenden Kapselungsbaustein. 



   An den Durchführungen 33 des Stützisolators 3 sind drei Phasenleiter  5, 6, 7 befestigt. Jeder dieser Phasenleiter besteht aus einem Rohrprofil  51, das gemäss den Fig. 2 und 3 im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet  ist und einen längs des Kreisumfanges verlaufenden Leiterbereich  52 und einen längs des Kreisdurchmessers verlaufenden Leiterbereich  53 aufweist. Die drei Phasenleiter sind dabei derart angeordnet,  dass die Ebene a-a des längs des Kreisdurchmessers verlaufenden Leiterbereiches  53 der Achse A des Kapselungsgehäuses 2    zugewandt ist. Die drei  Phasenleiter 5, 6, und 7 sind im Dreieck angeordnet, wobei der Phasenleiter  5 symmetrisch oberhalb der beiden Phasenleiter 6 und 7 angeordnet  ist. 



   Innerhalb des Kapselungsgehäuses ist zwischen den drei Phasenleitern  - in Abhängigkeit von der Länge des Kapselungsbausteines - wenigstens  ein Stützelement 8 angeordnet, das die Phasenleiter gegeneinander  isolierend abstützt. Dieses Stützelement dient zum einen der mechanischen  Stabilisierung der Baugruppe, zum anderen aber insbesondere zur Aufnahme  der zwischen den Phasenleitern im Kurzschlussfall auftretenden Kräfte.  Das Stützelement 8 weist gemäss den Fig. 2 und 3 drei zylindrische  Stützbereiche 81, 82 und 83 auf, die sternförmig angeordnet und einstückig  aus einem Giesharz gegossen sind. Die Stützbereiche sind dabei mit  Verstärkungsrippen 84 versehen und hochspannungstechnisch optimiert.                                                           



   Bei Kapselungsbausteinen grösserer Länge, insbesondere ab einer Länge  von ca. 10 Metern, empfiehlt es sich, ausser mehreren Stützelementen  8 die Phasenleiter 6 und 7 zusätzlich mit isolierenden Stützelementen  9 am Kapselungsgehäuse abzustützen, wie es Figur 3 zeigt. Dabei sind  die Stützelemente 9 zweckmässig mit einer Gleitscheibe 91 versehen,  wie es beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften 19  502 665 und 19 517 591 bekannt ist. 



   Gemäss den Fig. 1a und 1b sind die Phasenleiter 5, 6 und 7 sowohl  an dem Stützisolator 3 als auch an dem gegenüberliegenden Stützisolator  4 in spezieller Weise befestigt. Bezüglich des Stützisolators 3 dient  hierzu je Phasenleiter ein Verbindungsstück 56, das einen konsolenartigen  Bereich 57 und einen fussartigen Anschlussbereich 58 aufweist.

   In  dem konsolenartigen Bereich 57 liegt das eine Ende des Phasenleiters    mit seinem längs des Kreisdurchmessers verlaufenden Leiterbereich  auf und ist mit Schrauben befestigt, welche durch Montagebohrungen  55 hindurch montiert werden können. - Am anderen Ende jedes Phasenleiters  ist ein Verbindungsstück 60 angeordnet, das in gleicher Weise wie  das Verbindungsstück 56 ausgebildet ist, das aber zur Verbindung  mit dem Stützisolator 4 zusätzlich mit einem Kontaktteil 62 eines  Gleitkontaktes bestückt ist, dessen buchsenartiger Gegenkontakt 41  an der entsprechenden Leiterdurchführung 42 des Stützisolators 4  befestigt ist. 



   In Fig. 1b ist für den Phasenleiter 5 noch dargestellt, dass die  einzelnen Phasenleiter durch ein oder mehrere Leiterstücke 70, die  im Querschnitt gleichartig wie die Phasenleiter ausgebildet und spiegelbildlich  zu diesen Phasenleitern angeordnet sind, elektrisch verstärkt werden  können. In diesem Fall sind an den Enden des Leiterstückes 70 elektrodenartige  Endstücke 73 und 74 zu montieren. Gegebenenfalls kann das Endstück  73 in das Verbindungsstück 56 integriert sein. - Zweckmässig sind  bei einer derartigen Verstärkung der Phasenleiter die beiden Leiterteile  gemäss Fig. 4 mit einer Montageverdickung 72 versehen und im Bereich  dieser Montageverdickung miteinander verschraubt.

Claims (8)

1. Kapselungsbaustein (1) für eine dreiphasig gekapselte, gasisolierte Sammelschiene einer Hochspannungsanlage, bestehend aus einem rohrförmigen Kapselungsgehäuse (2) mit an beiden Enden angeordneten Verbindungsflanschen (24, 25), aus drei innerhalb des Kapselungsgehäuses parallel zu dessen Achse im Dreieck angeordneten Phasenleitern (5, 6, 7) und aus wenigstens einem die Phasenleiter gemeinsam am Kapselungsgehäuse abstützenden Isolator (3), dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein für die drei Phasenleiter (5, 6, 7) gemeinsamer, mit im Wesentlichen zylindrischen Leiterdurchführungen (33) versehener Stützisolator (3) einem der beiden Flansche (25) des Kapselungsgehäuses (2) zugeordnet ist, dass zwischen den beiden Enden des Kapselungsgehäuses (2) wenigstens ein isolierendes Stützelement (8) zur Abstützung der Phasenleiter (5, 6, 7)

gegeneinander angeordnet ist, dass die Phasenleiter (5, 6, 7) ein im Querschnitt halbkreisförmiges Rohrprofil (51) mit einem längs des Kreisumfanges verlaufenden (52) und einem längs des Kreisdurchmessers (53) verlaufenden Leiterbereich aufweisen, wobei der längs des Kreisdurchmessers verlaufende Leiterbereich (53) der Achse (A) des Kapselungsgehäuses (2) zugewandt ist, und dass die Phasenleiter (5, 6, 7) über Verbindungsstücke (56) an den Leiterdurchführungen (33) des flanschseitigen Stützisolators (3) befestigt sind.

2. Kapselungsbaustein nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Stützelement (8) dreiarmig (81, 82, 83) ausgebildet ist.

3. Kapselungsbaustein nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Phasenleiter (6, 7) zusätzlich einzeln an dem Kapselungsgehäuse (2) isolierend abgestützt (9) sind.

4. Kapselungsbaustein nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstücke (56) zur Aufnahme der Enden der Phasenleiter (5, 6, 7) konsolenartig (57) ausgebildet sind.

5. Kapselungsbaustein nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenleiter (5, 6, 7) an dem dem Stützisolator (3) abgewandten Ende mit Verbindungsstücken (60) versehen sind, die zur Ankopplung der Phasenleiter an den Stützisolator (4) eines angrenzenden Kapselungsbausteines ein Kontaktteil (62) eines Gleitkontaktes tragen.

6. Kapselungsbaustein nach Anspruch 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene (a-a) des längs des Kreisdurchmessers verlaufenden Leiterbereiches (53) jedes Phasenleiters (5, 6, 7) radial nach aussen versetzt zur Achse der jeweiligen Leiterdurchführung (33) verläuft.

7.

Kapselungsbaustein nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass jeder Phasenleiter (5, 6, 7) in wenigstens einem Längsabschnitt elektrisch durch ein gleichartiges, spiegelbildlich angeordnetes Leiterstück (70) verstärkt ist, dem an seinen Enden elektrodenartige Endstücke (73, 74) zugeordnet sind.

8. Kapselungsbaustein nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenleiter (5, 6, 7) in dem längs des Kreisumfanges verlaufenden Leiterbereich (52) jeweils mit einer Abflachung (54) versehen sind, die dem längs des Kreisdurchmessers verlaufenden Bereich (53) gegenüberliegt und mit Montagebohrungen (55) versehen ist.