DD140822A1 - Einrichtung zur einfuehrung elektrischer leiter durch eine schutzhuelle - Google Patents

Description

Einrichtung zur Einführung elektrischer Leiter durch eine Schutzhülle . .

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Elektrotechnik, speziell auf Einrichtungen zur Einführung elektrischer Leiter durch eine Schutzhülle« die eine reine und eine verunreinigte Zone voneinander trennt« .

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann zur Einführung elektrischer Leiter sowohl in große Innenräume, beispielsweise in die verunreinigte Zone der Schutzhülle eines beliebigen Eeaktortyps in einem Atomkraftwerk, oder auch in gering begrenzte Innenräume von Prüf-Klimakammern, Autoklaven und anderen elektrotechnischen Anlagen mit Schutzhüllen verwendet werden,,

Charakteristik der bekannten technischen^Lösungen

Bekannt ist ein elektrischer Durchführungsisolator (DE-PS 1640495» Kl₀ 210 10/05), der ein geschlossenes System in Gestalt eines Stahlrohres darstellt, das durch stirnseitig angebrachte Flansche abgedeckt und im Körper einer Schutzhülle angeordnet ist« .Im Innern des Rohres sind in starr fixierter Lage stromführende Leiter untergebrachte

Die Leiteranordnung gewährleistet nicht die notwendige Arbeitszuverlässigkeit bei einer Strombelastung in der Größenordnung von 100 A und mehr, da sie die Möglichkeit einer Berührung bzw· einer Annäherung der Leiter mit der Gefahr einer Lichtbogenentstehung und eines Isolatordurchschlags im Kurzschlußfall nicht ausschließt· Sowohl längere als auch kurzzeitige Einwirkung höherer Temperaturen bei fehlender Temperaturkompensationsmöglichkeit führt zum Undichtwerden des Isolators, besonders im Havariefall. .

Bekannt ist ferner eine Einrichtung zur Einführung elektrischer Leiter durch eine Schutzhülle, (US-PS Nr* 3801722, Kl. 174-HR), die ein Metallgehäuse in Gestalt eines Eohres mit stirnseitig angebrachten Planschen enthält, das im Körper der Schutzhülle befestigt ist, an der ein metallischer Schirm vorh_anden ist, der an ihr auf der Seite der verunreinigten Zone befestigt ist* Das Metallgehäuse ist durch Schweißung mit dem metallischen Schirm der Schutzhülle verbunden* Im Innern des Metallgehäuses ist ein Durchgangsisolationsgrundelement mit zumindest einer in ihm hergestellten durchgehenden Öffnung untergebracht^ durch welche ein elektrischer Leiter hindurchtritt, dessen Enden in reiner und in verunreinigter Zone liegen₀ Das Durchgangsisolationsgrundelement ist als zusammengesetzt ausgeführt % der Teil, aus dem elektrische Leiter austreten, ist aus Epoxidharz, der übrige Teil aber aus Silikonelastomerem gefertigt. Elektrische Leiter gehen in das Durchgangsisolationsgrundelement durch stirnseitig angebrachte Flansche in Gestalt eines Mehrleiterkabels hinein« Das Auseinandertrennen der Kabeladern und die starre Fixierung ihrer Lage erfolgen mit Hilfe eines monolithischen_? der Zusammensetzung nach aber kombinierten

Materials des Durchgangsisolationsgrundelementes.

Die starre Anordnung elektrischer Leiter im Durchgangs!solationsgrundelement gestattet es nicht, die Temperaturkompensation der'Änderung linearer Maße bei Zuführung von starken Strömen (Kurzschluß) und Ansteigen der Betriebstemperatur zu gewährleisten» Hierbei leidet die mechanische Festigkeit der Konstruktionο

In der bekannten Einrichtung wird die Dichtigkeit im mittleren Teil des Dircchgangsisolationsgrundelementes, in dem die Kabeladern auseinandergetrennt sind, erreicht. Am Ein- und Austritt elektrischer Leiter ist die Einrichtung aber nicht luftdicht genug.

Die Ausführung des Durchgangsisolationsgrundelementes besteht aus mehreren Komponenten (polymeren Stoffen) und verringert die Arbeitszuverlässigkeit der Einrichtung unter extremalen Bedingungen, damit wird die gesamte Lebensdauer verkürzt.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Erhöhung der Arbeitszuverlässigkeit der Einrichtung,

Am zweckmäßigsten soll bei notwendiger gleichzeitiger Zuführung einer hohen Spannung und Fließen hoher Belastungsströme (» 1000 A) bei Elektroausrüstungen verwendet werden, die sich in der inneren verunreinigten Zone der Schutzhülle befinden C

Darlegung des Wesens der Erfindung

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Die technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß nebst der Stromzuführung zu den Elektroausrüstungen, die sich in. der inneren verunreinigten Zone der Schutzhülle befinden, gleichzeitig die' Einführung elektrischer Leiter erfolgt« Der Austritt des verunreinigten Mediums (Dampf-Gas-Gemisch_s aggressive Dämpfe, Strahlung usw_e) in die umgebende Atmosphäre muß blockiert, d, h₀ der biologische Schutz des Bedienungspersonals und der Umgebung gewährleistet werden«

Bei der Zuführung von hohen Belastungsströmen muß die Möglichkeit einer hohen Stromdurchlaßfähigkeit mit der erforderlichen Widerstandsfähigkeit gegen längere Einwirkung erhöhter Temperaturen im Betriebszustand und kurzzeitige Einv/irkung von höheren Temperaturen sowie mechanischen Beanspruchungen in Havariesituationen, vereinigt sein.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine entsprechende Einrichtung zur Einführung elektrischer Leiter durch eine · Schutzhülle, die eine reine und eine verunreinigte Zone voneinander trennt, geschaffen wird, in der durch geänderte' . . Ausführung

- des Hermetisierungssystems der Einrichtung,

- der Konstruktion des elektrischen Leiters und

- der Befestigungsweise desselben

eine zuverlässige Arbeit der Einrichtung erreicht y/ird«

Erfindurigsgemäß wird'die Einrichtung zur Einführung elektrischer Leiter so gestaltet, daß an jedem Ende des elektrischen

Leiters zusätzliche Durchgangsisolationselemente angebracht sind j an denen die hermetisierende Armatur befestigt ist, die die zusätzlichen Durchgangsisolationselemente mit den, stirnseitigen Flanschen'und den Enden des.elektrischen Leiters verbindet* !Der elektrische Leiter besitzt mindestens einen Abschnitt in Gestalt eines Stabes auf der Seite der verunreinigten Zone und einen temperaturkompensierenden mehradrigen Abschnittj der mit dem Stab elektrisch verbunden ist·

Zweckmäßigerweise besitzt der temperaturkompensierende mehradrige Abschnitt wellenförmige Gestalt.

Der temperaturkompensierende mehradrige Abschnitt ist vorzugsweise in Gestalt eines Satzes von gewellten Metallplatter > ausgeführte

Die Einrichtung gewährleistet eine zuverlässige Funktion und hat die gewünschten Vorteile* Bei vorgegebenen Parametern (Strombelastung, Temperatur u_e a_e) und im normalen und Havariebetrieb während der erforderlichen Zeitperiode ist eine gefahrlose Arbeit des Bedienungspersonals und ausreichender Schutz der Umgebung gewährleistet*

Außerdem gestattet die Konstruktion der Einrichtung im Notfall eine Demontage_o . · · .

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Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert* In den beigefügten Zeichnungen zeigen ι

.Figo 1: eine Einrichtung zur Einführung elektrischer Leiter gemäß der Erfindung im Längsschnitt,

Fig. 2ϊ einen elektrischen Leiter innerhalb eines Durchgangsisolationsgrundelementes wellenförmig gestaltet im Längsschnitt,

Figβ 3σ den temperaturkompensierenden mehradrigen Abschnitt in Gestalt eines Satzes von gewellten Metallplatten im Längsschnitte

Nachstehend soll ein spezieller Fall der Verwendung der Einrichtung zur Einführung eines elektrischen Leiters durch die Schutzhülle -eines Kernrealetors betrachtet werden»

Die Einrichtung umfaßt ein im Körper der Schutzhülle 1 (Fig, 1) mit einem an ihr auf der Seite der verunreinigten Zone festgemachten metallischen Schirm 2 befestigtes hohles Metallgehäuse 3 in Gestalt eines Rohres mit stirnseitig angebrachten Flanschen 4·«, Am.Metallgehäuse 3 ist ein zusätzlicher Flansch 5 vorgesehen, der im Körper der Schutzhülle 1 befestigt ist© Zur Verminderung der Erwärmung kann das Metallgehäuse 3 eine Naht aus nichtmagnetischem Material (Aluminium, Kupfer oder Legierungen auf deren Grundlage) über seine gesamte Länge aufweisen bzw„ -ganz aus nichtmagnetischem Material gefertigt sein_o Die Schutzhülle "1 ist aus Stahlbeton hergestellt« Sie kann auch_? wenn keine so strengen Anforderungen hinsichtlich der Bedingijngen bei einem Havariezustand gestellt werden, aus normalem Beton gefertigt seino Im Metallgehäuse 3 ist ein Durchgangsisolationseleraent 6 untergebracht* Das Isolationselement 6 ist aus anorganischem Material (Porzellan oder- Tonerdekeramik) gefertigt $ das bei hohen Temperaturen (bis 1000 ⁰G) noch stabil ist und ein erhöhtes Aufnahmevermögen durch indu-

zierte Strahlung besitztο Im Isolationselement 6 ist mindestens eine durchgehende Öffnung 7 vorgesehen» Im vorliegenden Fall sind vier öffnungen 7 ausgeführt, die am fixierenden Kreis symmetrisch verteilt liegen* Durch die durchgehenden öffnungen 7 sind elektrische Leiter 8 hindurehgelassen» Die Enden eines jeden elektrischen Leiters 8 befinden sich in reiner und verunreinigter Zone» Das Ende des elektrischen Leiters 8 ist mindestens auf der Seite der verunreinigten Zone als voller Metallstab 9 ausgeführt„' Bei dem vorliegenden Beispiel ist .der elektrische Leiter 8 sowohl auf der Seite der verunreinigten als auch auf der Seite der reinen Zone als voller Metallstab 9 ausgestaltet» Mit den Metallstäben 9 sind mittels Hülsen 10 temperaturkompensierende mehradrige Abschnitte 11 des elektrischen Leiters 8 elektrisch verbunden* Eine Haube 12 der hermetisierenden Armatur verbindet den elektrischen Leiter 8 mit zusätzlichen Durchgangsisolationselementen 13» die aus anorganischem Material, beispielsweise aus Porzellan oder Tonerdekeramik, ausgeführt sind· Die Isolationselemente 13 besitzen einen Außenbelag aus Glasur und sind - wie das Durchgangsisolationsgrundelement 6 - temperaturfest und gegen Strahlung besonders resist ent» Fassungen 14 der hermetisierenden Armatur verbinden die.zusätzlichen Durchgangsisolationselemente 13 mit den stirnseitigen Flanschen 4» Am stirnseitigen Flansch 4- ist auf der Seite der reinen Zone ein Stutzen 15 angeordnet, der zur Kontrolle der Dichtigkeit der Einrichtung bestimmt ist«

Zur Erreichung der günstigen Bedingungen der Temperaturkompensation unter Verhältnissen extremer Betriebszustände hat der temperaturkompensierende mehradrige Abschnitt 11 (Fig« 2)

eine wellenförmige Gestalt©

Zur Abschwächung elektrodynamischer Belastungen !bei der Anwendung der Einrichtung zur Zuführung von hohen Strömen (» 10000 A) ist der temperaturkompensierende Abschnitt 11 (KLg₆ 3) als ein Satz von gev/ellten Metallplatten ausgeführte

Die Montage der Einrichtung zur Einführung elektrischer Leiter von elektrotechnischen und Energieanlagen durch eine Schutzhülle 1 (Figo 1) geschieht in folgender Weise, Zuerst wird durch Schweißung das hohle Metallgehäuse 3 mit dem metallischen Schirm 2, der sich auf der Seite der verunreinigten Zone befindet, mit der Oberfläche der Schutzhülle 1 auf der Seite der reinen Zone verbunden* Bei der Befestigung des hohlen Metallgehäuses 3 im. Körper der Schutzhülle 1 eines Kernreaktors wird eine zusätzliche mechanische Festigkeit der Einrichtung durch eine Schweißverbindung des Metallgehäuses 3 mit dem Bewehrungsnetz der Stahlbetonhülle 1 und dem zusätzlichen· Flansch 5 auf der Seite der reinen Zone verliehene Danach wird, in das hohle Metallgehäuse 3 das Durchgangs!so~ lationsgrundelement 6 eingesetzt* Es wird durch Spreizen (nicht gezeigt) im Innern des Metallgehäuses 3 gleichmäßig zentriert $ in den bestehenden Spalt wird dann Zement einge- , spritzt_e ·

Im weiteren erfolgt ein getrennter Zusammenbau des auf der Seite der verunreinigten Zone befestigten stirnseitigen Flansches 4, der zusätzlichen Isolationselemente 13 und des elektrischen Leiters 8 in nachstehend angegebener Reihenfol-

ge. Zunächst verbinden die Fassungen 14 mittels Hochtemperaturschweißung die Durchgangsisolationselemente 13 mit den .stirnseitigen Flanschen 4· Danach werden an den Isolations™ elementen 13 gleichfalls durch Hochtemperaturschweißen der Hauben 12 die durch diese hindurchtretenden elektrischen Leiter 8 befestigt»

An der Stelle der Verbindung mit den zusätzlichen Isolationselementen 13, die sich auf der Seite der verunreinigten. Zone befinden, hat der elektrische Leiter 8 die Gestalt eines Stabes 9> -und weiterhin ist der elektrische Leiter 8 durch „die Hülse 10 mit dem temperaturkompensierenden Abschnitt 11 elektrisch verbundene

Danach v/erden die im Flansch 4 befestigten elektrischen Leiter 8 durch die durchgehenden Öffnungen 7 des Durchgangsisolationsgrundelementes 6 hindurchgelassen, und der stirnseitige Flansch 4 wird auf der Seite der verunreinigten Zone mittels Schweißung mit dem metallischen Schirm 2 verbunden· Darauf wiederholt sich in derselben Reihenfolge die Operation des Verbindens der zusätzlichen Durchgangsisolationselemente 13 mit dem stirnseitigen Flansch 4, der sich auf der Seite der reinen Zone befindet, und der elektrischen Leiter 8 mit den Isolationselementen 13« Hierbei kann an der Verbindungsstelle des Isolätionselementes I3 der elektrische Leiter 8 sowohl als Stab 9 als auch als mehradriger Draht ausgeführt sein»- Der stirnseitige Flansch 4 wird auf der Seite der reinen Zone mit der Schutzhülle 1 entweder mittels Schweißung oder mechanisch verbunden»

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch

   1, Einrichtung zur Einführung elektrischer Leiter durch eine Schutzhülle, die eine reine und eine verunreinigte Zone voneinander trennt_s die ein im Körper der Schutzhülle mit einem an ihr auf der Seite der verunreinigten Zone festgemachten metallischen Schirm, befestigtes hohles Metallgehäuse in Gestalt eines Rohres mit stirnseitigen Flanschen enthalt j in dem ein Durchgangs!solationsgrundelement mit zumindest einer in ihm hergestellten durchgehenden öffnung untergebracht ist, durch welche ein elektrischer Leiter hindurchtritt, dessen Enden in reiner und verunreinigter Zone liegen, gekennzeichnet dadurch, daß an jedem Ende des elektrischen Leiters (8) zusätzliche Durchgangsisolationselemente (13) vorgesehen sind, an denen eine hermetisierende Armatur befestigt ist, welche die zusätzlichen Durchgangsisolationselemente (13) mit den stirnseitigen Flanschen (4) und den Enden des elektrischen Leiters (8) starr verbindet, wobei der elektrische Leiter (8) mindestens einen Abschnitt in Gestalt eines Stabes (9) auf der Seite der verunreinigten Zone und einen temperaturkompensierenden mehradrigen Abschnitt (11) besitzt, der mit dem Stab elektrisch verbunden ist»

   2e Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch₉ daß der temperaturkompensierende mehradrige Abschnitt (11) eine wellenförmige Gestalt hat*

   3ο Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch_s daß der temperaturkompensierende mehradrige Abschnitt (11) als Satz von gewellten Metallplatten ausgeführt ist*

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