DE102015218728A1

DE102015218728A1 - Particle trap for a gas-insulated system and gas-insulated system with particle trap

Info

Publication number: DE102015218728A1
Application number: DE102015218728.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Berg; Tom Fedtke; Mario Kieper; Alexander Rose-Pötzsch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2017-03-30
Also published as: WO2017055020A1; EP3335286A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Partikelfalle (4) für eine gasisolierte elektrische Anlage (1) mit einer Abschirmung (412, 422) aus einem leitfähigen Material, mittels der ein feldstärkeschwacher Bereich (414, 424) in einem Innenraum der gasisolierten Anlage (1) unter Ausbildung von Partikeleintrittsöffnungen (415, 425) begrenzbar ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Feldstärkegradient entlang einer dem feldstärkeschwachen Bereich abgewandten Außenoberfläche (416, 426) der Abschirmung einen vorgegebenen Gradientenmaximalwert nicht überschreitet. Ferner betrifft die Erfindung eine gasisolierte Anlage (1) mit der Partikelfalle (4) und eine Hochspannungsübertragungsanlage (35) mit einem Umrichter (36) zum Übertragen elektrischer Leistung, der wechselspannungsseitig mit einem Wechselspannungsnetz und gleichspannungsseitig mit einer Gleichspannungsleitung verbunden ist, wobei die Gleichspannungsleitung eine gasisolierte Leitung (1) mit der erfindungsgemäßen Partikelfalle (4) ist.The invention relates to a particle trap (4) for a gas-insulated electrical system (1) with a shielding (412, 422) of a conductive material, by means of a field strength weak area (414, 424) in an interior of the gas-insulated system (1) under training of particle inlet openings (415, 425) can be limited. The invention is characterized in that a field strength gradient along an outer surface (416, 426) of the shield facing away from the field strength-weak region does not exceed a predetermined gradient maximum value. Furthermore, the invention relates to a gas-insulated system (1) with the particulate trap (4) and a high-voltage transmission system (35) with a converter (36) for transmitting electrical power, the AC side is connected to an AC voltage network and DC side with a DC voltage line, wherein the DC voltage line a Gas-insulated line (1) with the particulate trap (4) according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft eine Partikelfalle für eine gasisolierte elektrische Anlage mit einer Abschirmung aus einem leitfähigen Material, mittels der ein feldstärkeschwacher Bereich in einem Innenraum der gasisolierten Anlage unter Ausbildung von Partikeleintrittsöffnungen begrenzbar ist. The invention relates to a particulate trap for a gas-insulated electrical system with a shield made of a conductive material, by means of which a field strength weak area in an interior of the gas-insulated system with formation of particle inlet openings can be limited.

Partikelfallen werden in gasisolierten elektrischen Anlagen, insbesondere in gasisolierten Leitungen (GIL) und Schaltanlagen (GIS) zur Minimierung von Schäden eingesetzt, die durch frei bewegliche leitfähige Partikel verursacht werden können. Aufgrund von Abrieb bei Installation oder durch Vibrationen der gasisolierten Anlage können solche frei beweglichen Partikel in einem Innenraum der Anlage freigesetzt werden. Diese Partikel haben einen erheblichen Einfluss auf die Isolierfähigkeit der gasisolierten Anlage und können insbesondere die Durchschlagfestigkeit der Anlage beispielsweise durch Teilentladungen aufgrund von partikelverursachten Feldüberhöhungen stark reduzieren. Particulate traps are used in gas-insulated electrical installations, especially in gas-insulated lines (GIL) and switchgear (GIS), to minimize damage that can be caused by freely moving conductive particles. Due to abrasion during installation or due to vibrations of the gas-insulated system, such freely moving particles can be released in an interior of the system. These particles have a considerable influence on the insulating capability of the gas-insulated plant and can in particular greatly reduce the breakdown strength of the plant, for example by partial discharges due to particle-induced field elevations.

Eine artgemäße Partikelfalle ist aus der US 3 515 939 A bekannt. Die bekannte Partikelfalle ist derart in einer gasisolierten Leitung angeordnet, dass die Abschirmung einen Bereich schwacher Feldstärke teilweise begrenzt. In diesem Bereich ist die elektrische Feldstärke im Vergleich zu der elektrischen Feldstärke außerhalb des Bereiches um mehrere Größenordnungen schwächer, so dass die auf sich darin befindende Partikel wirkende Kraft nicht ausreicht, um sie aus dem feldschwachen Bereich herauszuführen. Sich in der Leitung befindende frei bewegliche Partikel erfahren aufgrund eines in der Leitung vorliegenden elektrischen Feldes, beispielsweise eines Wechselfeldes, eine Bewegung. Aufgrund dieser Bewegung können die Partikel durch die Partikeleintrittsöffnungen in den feldstärkechwachen Bereich eintreten. Im günstigen Fall verbleiben die Partikel anschließend dort. Auf diese Weise können mittels der bekannten Partikelfalle Schäden durch Teilentladungen in der Leitung vermieden werden. An appropriate particle trap is from the US Pat. No. 3,515,939 known. The known particle trap is arranged in a gas-insulated line such that the shield partially limits a region of weak field strength. In this area, the electric field strength is weaker by several orders of magnitude compared to the electric field strength outside the area, so that the force acting on the particles therein is insufficient to lead them out of the field-weak area. Free-moving particles in the line undergo a movement due to an electric field present in the line, for example an alternating field. Due to this movement, the particles can enter the field-strength-weak area through the particle inlet openings. In the most favorable case, the particles subsequently remain there. In this way damage by partial discharges in the line can be avoided by means of the known particle trap.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine eingangs genannte Partikelfalle vorzuschlagen, deren Schutzwirkung gegenüber den oben beschriebenen Schäden verbessert ist. The object of the invention is to propose an aforementioned particle trap, whose protective effect is improved over the damage described above.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Feldstärkegradient entlang einer dem feldstärkeschwachen Bereich abgewandten Außenoberfläche der Abschirmung einen vorgegebenen Gradientenmaximalwert nicht überschreitet. The object is achieved in that a field strength gradient does not exceed a predetermined gradient maximum value along an outer surface of the shield facing away from the field strength weak region.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass zur Erzielung einer hohen Schutzwirkung die frei beweglichen Partikel in der gasisolierten Anlage möglichst kontrolliert in den feldstärkeschwachen Bereich geführt werden müssen. Eigene Untersuchungen haben ergeben, dass entlang der Außenoberfläche von Partikelfallen sich bewegende Partikel zu Bereichen höherer Feldstärke hin angezogen werden. Gibt es demnach auf der Außenoberfläche der Abschirmung Bereiche, wo die Feldstärke gegenüber der unmittelbaren Umgebung besonders hoch ist, so können die Partikel in diese Bereiche hineingezogen werden. Insbesondere bei einem Betrieb der Anlage mit hoher Gleichspannung kann dieser Effekt dazu führen, dass die Partikel den feldstärkeschwachen Bereich der Partikelfalle nicht erreichen, was die Schutzwirkung der Partikelfalle vermindert. Die Außenoberfläche der Partikelfalle sollte demnach eine Beschaffenheit beziehungsweise Form aufweisen, die möglichst geringe Unterschiede der elektrischen Feldstärke entlang der Außenoberfläche ergibt, falls diese in einer gasisolierten Anlage eingesetzt ist. Daher ist eine derart geformte Außenoberfläche erwünscht, dass der Feldstärkegradient entlang der Außenoberfläche, also die lokale Änderung der elektrischen Feldstärke an der Außenoberfläche in jede vorgegebene Richtung bei vorgegebener Geometrie der Anlage, möglichst minimal ist. Dies kann erreicht werden, indem der Feldstärkegradient unterhalb einer vorgegebenen Schwelle, dem Gradientenmaximalwert, bleibt. Somit kann vorteilhaft verhindert werden, dass die sich zunächst außerhalb des feldschwachen Bereiches befindenden Partikel durch elektrische Kräfte aufgrund eines hohen Feldstärkegradienten von den Partikeleintrittsöffnungen weg bewegen und den feldschwachen Bereich nicht erreichen. Der Gradientenmaximalwert wird in Abhängigkeit von der Geometrie der Anlage und von der dort angelegten Spannung bestimmt. The invention is based on the finding that in order to achieve a high protective effect, the freely moving particles in the gas-insulated plant have to be guided as controlled as possible into the field strength-weak area. Our own investigations have shown that moving particles are attracted to areas of higher field strength along the outer surface of particle traps. Accordingly, if there are areas on the outer surface of the shield where the field strength is particularly high relative to the immediate vicinity, then the particles can be drawn into these areas. In particular, in an operation of the system with high DC voltage, this effect can cause the particles not reach the field strength weak area of the particle trap, which reduces the protective effect of the particulate trap. Accordingly, the outer surface of the particle trap should have a quality or shape which gives the smallest possible differences in the electric field strength along the outer surface, if this is used in a gas-insulated plant. Therefore, such a shaped outer surface is desired that the field strength gradient along the outer surface, so the local change in the electric field strength on the outer surface in any given direction for a given geometry of the system, as minimal as possible. This can be achieved by keeping the field strength gradient below a predetermined threshold, the gradient maximum value. Thus, it can be advantageously prevented that the particles which are initially located outside the field-weak area move away from the particle inlet openings due to electrical forces due to a high field strength gradient and do not reach the field-weak area. The gradient maximum value is determined as a function of the geometry of the system and of the voltage applied there.

Bekanntlich ist die elektrische Feldstärke an Stellen hoher Krümmung besonders hoch. Die Krümmung an einem Punkt einer Oberfläche kann durch einen Krümmungsradius an diesem Punkt der Oberfläche beschrieben werden, zu dem die Krümmung umgekehrt proportional ist: je größer der (lokale) Krümmungsradius r, desto kleiner ist die Krümmung k, k ~ 1/r. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung überschreitet die Krümmung der Außenoberfläche der Abschirmung einen vorbestimmten Krümmungsmaximalwert nicht. Demnach wird die Außenoberfläche derart geformt, beziehungsweise deren Krümmungsradius stets derart gewählt, dass sich eine kleine Krümmung unterhalb des Krümmungsmaximalwertes ergibt. As is known, the electric field strength is particularly high at points of high curvature. The curvature at a point of a surface can be described by a radius of curvature at that point of the surface to which the curvature is inversely proportional: the larger the (local) radius of curvature r, the smaller the curvature k, k ~ 1 / r. According to a preferred embodiment of the invention, the curvature of the outer surface of the shield does not exceed a predetermined maximum curvature. Accordingly, the outer surface is shaped in such a way, or its radius of curvature always chosen such that there is a small curvature below the maximum curvature.

Bevorzugt umfasst die Partikelfalle einen mit der Abschirmung verbundenen Fuß zum Befestigen der Partikelfalle an einem Außenrohr oder an einem Innenleiter der gasisolierten Anlage, wobei die Außenoberfläche der Abschirmung eine bezüglich des Fußes konvexe radiale Kontur aufweist. Die Partikelfalle weist geeigneterweise eine Längsrichtung, die bei einer Anordnung der Partikelfalle in der gasisolierten Anlage sich mit einer Längsachse der Anlage deckt. Eine dazu senkrechte Ebene kann dann als die radiale Querschnittsebene bezeichnet werden. Die radiale Kontur bezeichnet die eindimensionale Kontur der Außenoberfläche bei einem Schnitt durch die Partikelfalle entlang der radialen Querschnittsebene. Eine bezüglich des Fußes konvexe radiale Kontur bezeichnet den Fall, dass ein Geradenstück, dass zwischen zwei Punkten der Außenoberfläche gezogen wird, stets auf der dem feldschwachen Bereich zugewandten Seite der Außenoberfläche verläuft. Demgegenüber würde eine konkave radiale Kontur einen Verlauf auf der dem feldschwachen Bereich abgewandten Seite erzwingen. Die konvexe radiale Kontur der Außenoberfläche hat den Vorteil, dass insbesondere eine hohe Krümmung an Endbereichen der Außenoberfläche vermieden werden können. Zudem kann vermieden werden, dass Partikel aufgrund der Schwerkraft auf der Außenoberfläche der Partikelfalle festgehalten werden, weil sie nicht entgegen der Schwerkraft über den konkaven Rand der Außenoberfläche in den feldschwachen Bereich gelangen können. Besonders bevorzugt ist die Abschirmung derart gekrümmt, dass ein dem Fuß abgewandtes Schirmende der Abschirmung zum Fuß hin abgewinkelt ist. Dies hat den vorteilhaften Effekt, dass eine Spitze, die sich gegebenenfalls an dem Schirmende formt, sich bereits in dem feldschwachen Bereich befindet, so dass ein hoher Feldstärkegradient am Schirmende vermieden ist. Preferably, the particulate trap comprises a foot connected to the shield for attaching the particulate trap to an outer tube or to an inner conductor of the gas-insulated abutment, the outer surface of the shield having a convex radial contour with respect to the foot. The particle trap suitably has a longitudinal direction, which in an arrangement of the particle trap in the Gas-insulated system coincides with a longitudinal axis of the plant. A plane perpendicular thereto may then be referred to as the radial cross-sectional plane. The radial contour designates the one-dimensional contour of the outer surface in a section through the particle trap along the radial cross-sectional plane. A convex radial contour with respect to the foot designates the case where a straight line piece drawn between two points of the outer surface always runs on the side of the outer surface facing the field-weak area. In contrast, a concave radial contour would force a profile on the side facing away from the field-weak area. The convex radial contour of the outer surface has the advantage that, in particular, a high curvature at end regions of the outer surface can be avoided. In addition, it can be avoided that particles are retained on the outer surface of the particle trap due to gravity, because they can not enter the field-weak region against the force of gravity via the concave edge of the outer surface. Particularly preferably, the shield is curved in such a way that a shield end of the shield facing away from the foot is angled towards the foot. This has the advantageous effect that a tip, which possibly forms on the shield end, is already in the field-weak area, so that a high field strength gradient is avoided at the shield end.

Im Rahmen der Erfindung wurden unterschiedliche besonders vorteilhafte Formen der Außenoberfläche der Partikelfalle ermittelt. In the context of the invention, different particularly advantageous shapes of the outer surface of the particle trap were determined.

Demnach weist die Außenoberfläche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine zumindest teilweise ovalförmige radiale Kontur auf. Die Außenoberfläche entspricht somit in ihrer radialen Kontur einem Teil einer Ellipse. Accordingly, according to a preferred embodiment of the invention, the outer surface has an at least partially oval-shaped radial contour. The outer surface thus corresponds in its radial contour to a part of an ellipse.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Außenoberfläche zumindest im Bereich der Partikeleintrittsöffnungen eine zumindest teilweise wendelförmige radiale Kontur auf. Beispielsweise steigt die Krümmung der Außenoberfläche hin zu den äußeren Ender der Abschirmung. Auf diese Weise ist die Krümmung in dem Bereich der größten Aufenthaltswahrscheinlichkeit für frei bewegliche Partikel am niedrigsten, falls die Partikelfalle beispielsweise am Außenrohr der Anlage in ihrem tiefsten Punkt, also beispielsweise im Fall einer gasisolierten Leitung mittig unterhalb des Innenleiters, angeordnet ist. Aufgrund der wendelförmigen Außenoberfläche ist der Feldstärkegradient entlang der Außenoberfläche nahezu konstant und kann klein gewählt werden, da die Krümmung entlang der Außenoberfläche gleichmäßig ansteigt. According to a further preferred embodiment, the outer surface, at least in the region of the particle inlet openings, has an at least partially helical radial contour. For example, the curvature of the outer surface increases toward the outer end of the shield. In this way, the curvature in the region of the greatest probability of residence for freely moving particles is lowest, if the particle trap is arranged, for example, on the outer tube of the system at its lowest point, that is, for example, in the case of a gas-insulated line centrally below the inner conductor. Due to the helical outer surface, the field strength gradient along the outer surface is almost constant and can be made small, since the curvature increases smoothly along the outer surface.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Außenoberfläche eine zumindest teilweise geradlinige radiale Kontur auf. Dies kann besonders vorteilhaft sein, da die Krümmung einer ebenen Fläche null beträgt und somit besonders klein ist. According to one embodiment of the invention, the outer surface has an at least partially rectilinear radial contour. This can be particularly advantageous because the curvature of a flat surface is zero and thus is particularly small.

Vorzugsweise bildet die Partikelfalle mindestens zwei Teilfallen aus, wobei die mindestens zwei Teilfallen der Partikelfalle derart zueinander angeordnet sind, dass einander zugewandte Oberflächen der Teilfallen durch gegenseitige Feldbeeinflussung mindestens einen weiteren feldstärkeschwachen Bereich begrenzen. Es kann auf diese Weise vorteilhaft erreicht werden, dass etwaige nicht vermeidbare Kanten oder Abschnitte hoher Krümmung an den einander zugewandten Seiten der Teilfallen bereits in dem weiteren feldstärkeschwachen Bereich angeordnet sind, so dass die Partikel dort nicht haften bleiben. Preferably, the particle trap forms at least two partial traps, wherein the at least two partial traps of the particulate trap are arranged in such a way that mutually facing surfaces of the partial traps delimit by mutually influencing the field at least one further low field strength field. It can be advantageously achieved in this way that any unavoidable edges or sections of high curvature are already arranged on the mutually facing sides of the sub-traps in the further field-weak-field region, so that the particles do not adhere there.

Die Erfindung betrifft ferner eine gasisolierte elektrische Analge mit einem Innenleiter und einem den Innenleiter umschließenden Außenrohr. The invention further relates to a gas-insulated electrical system with an inner conductor and an outer tube enclosing the inner conductor.

Eine solche gasisolierte Anlage ist beispielsweise aus der bereits erwähnten Druckschrift US 3 515 939 A bekannt. Such a gas-insulated system is for example from the already mentioned document US Pat. No. 3,515,939 known.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine solche gasisolierte Anlage bereitzustellen, bei der die durch die frei beweglichen Partikel verursachten Schäden möglichst vermieden sind. The object of the invention is to provide such a gas-insulated system in which the damage caused by the free-moving particles damage is avoided as possible.

Die Aufgabe wird bei einer artgemäßen gasisolierten Anlage dadurch gelöst, dass im Außenrohr der Anlage eine erfindungsgemäße Partikelfalle angeordnet wird. The object is achieved in a gas-insulated plant according to the art in that a particulate trap according to the invention is arranged in the outer tube of the plant.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen gasisolierten Anlage ergeben sich aus den zuvor beschriebenen Vorteilen der Partikelfalle. The advantages of the gas-insulated system according to the invention result from the advantages of the particle trap described above.

Je nach der Polarität der Spannung in der gasisolierten Anlage können unterschiedliche Anordnungen der Partikelfalle besonders vorteilhaft sein. Depending on the polarity of the voltage in the gas-insulated system, different arrangements of the particle trap can be particularly advantageous.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Partikelfalle mit dem Außenrohr verbunden. Dies ist besonders vorteilhaft, falls die Polarität positiv ist, dass heißt wenn der Innenleiter sich gegenüber dem Außenrohr auf einem positiveren Potenzial befindet, beispielsweise wenn der Innenleiter auf einem positiven Potenzial und das Außenrohr auf Erdpotenzial liegen. In diesem Fall ist die Partikelfalle besonders bevorzugt unterhalb des Innenleiters angeordnet, da dort die Aufenthaltswahrscheinlichkeit für die Partikel am höchsten ist. According to one embodiment, the particulate trap is connected to the outer tube. This is particularly advantageous if the polarity is positive, that is, if the inner conductor is at a more positive potential than the outer tube, for example if the inner conductor is at a positive potential and the outer tube is at ground potential. In this case, the particulate trap is particularly preferably arranged below the inner conductor, since the residence probability for the particles is highest there.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Partikelfalle mit dem Innenleiter verbunden. Dies ist insbesondere bei einer negativen Polarität der gasisolierten Anlage vorteilhaft, weil die höchste Aufenthaltswahrscheinlichkeit für die Partikel am Innenleiter, insbesondere auf einer Unterseite des Innenleiters ist. According to a further embodiment, the particle trap is connected to the inner conductor. This is especially true for a negative polarity of Gas-insulated system advantageous because the highest probability of residence for the particles on the inner conductor, in particular on a bottom of the inner conductor.

Vorzugsweise ist dabei der Innenleiter hohl ausgebildet und die Partikelfalle mit dem Innenleiter verbunden, so dass der feldstärkeschwache Bereich zumindest teilweise vom Innenleiter begrenzt ist. Dies ergibt eine besonders einfache Ausführung der Partikelfalle, bei der die Homogenität der Feldverteilung in der Anlage nur wenig gestört wird. In this case, the inner conductor is preferably hollow and the particle trap is connected to the inner conductor, so that the field intensity weak area is at least partially bounded by the inner conductor. This results in a particularly simple embodiment of the particle trap, in which the homogeneity of the field distribution in the system is only slightly disturbed.

Vorzugsweise ist der Innenleiter der gasisolierten Anlage konzentrisch im Außenrohr angeordnet. Gemäß dieser symmetrischen Anordnung sind alle radialen Abstände zwischen Innenleiter und Außenrohr gleich, so dass die Isolierfähigkeit der gasisolierten Anlage besonders hoch ist (insbesondere gegenüber einer exzentrischen Anordnung des Innenleiters). Preferably, the inner conductor of the gas-insulated system is arranged concentrically in the outer tube. According to this symmetrical arrangement, all radial distances between inner conductor and outer tube are equal, so that the insulating capacity of the gas-insulated system is particularly high (in particular with respect to an eccentric arrangement of the inner conductor).

Bevorzugt ist die Anlage einer GIL oder einer GIS. Der Einsatz der erfindungsgemäßen Partikelfalle bei einer GIL oder einer GIS ist besonders vorteilhaft, weil dort die mit frei beweglichen Partikel im Zusammenhang stehenden Probleme besonders häufig auftreten können. Die sich diesbezüglich ergebenden physikalischen Mechanismen und Effekte sind bei GIL und GIS prinzipiell die gleichen. The plant is preferably a GIL or a GIS. The use of the particulate trap according to the invention in a GIL or a GIS is particularly advantageous because there the problems associated with freely mobile particles can occur particularly frequently. The resulting physical mechanisms and effects are basically the same in GIL and GIS.

Die Erfindung betrifft ferner eine Hochspannungsgleichstromübertragungsanlage mit einem Umrichter zum Übertragen elektrischer Leistung, der wechselspannungsseitig mit einem Wechselspannungsnetz und gleichspannungsseitig mit einer Gleichspannungsleitung verbunden ist. The invention further relates to a high-voltage direct current transmission system with a converter for transmitting electrical power, which is connected on the AC side with an AC voltage network and the DC voltage side with a DC voltage line.

Eine solche Hochspannungsgleichstromübertragungsanlage ist aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der WO 2011/006796 A2 bekannt. Sie wird meist zur Übertragung elektrischer Leistung über lange Distanzen von mehr als 100 km eingesetzt. Dabei liegt die Spannung in der Gleichspannungsleitung meist oberhalbt von 100 kV. Such a high-voltage direct current transmission system is known from the prior art, for example from the WO 2011/006796 A2 known. It is mostly used to transmit electrical power over long distances of more than 100 km. The voltage in the DC voltage line is usually above 100 kV.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine solche Hochspannungsgleichstromübertragungsanlage vorzuschlagen, die einen möglichst fehlerfreien Betrieb ermöglicht. The object of the invention is to propose such a high-voltage direct current transmission system, which allows the most error-free operation possible.

Die Aufgabe wird bei einer artgemäßen Hochspannungsgleichstromübertragungsanlage dadurch gelöst, dass zumindest ein Teil der Gleichspannungsleitung eine gasisolierte Leitung mit der erfindungsgemäßen Partikelfalle ist. The object is achieved in a type of high-voltage direct current transmission system in that at least part of the DC voltage line is a gas-insulated line with the particulate trap according to the invention.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Hochspannungsgleichstromübertragungsanlage ergeben sich aus den zuvor beschriebenen Vorteilen der erfindungsgemäßen Partikelfalle im Zusammenschau mit der gasisolierten Leitung. The advantages of the high-voltage direct-current transmission system according to the invention result from the previously described advantages of the particle trap according to the invention in conjunction with the gas-insulated line.

Die Erfindung soll im Folgenden anhand von 1–11 näher erläutert werden. The invention will be described below with reference to 1 - 11 be explained in more detail.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen gasisolierten elektrischen Anlage in einer schematischen axialen Querschnittsdarstellung; 1 shows an embodiment of a gas-insulated electrical system according to the invention in a schematic axial cross-sectional view;

2 zeigt einen Ausschnitt der gasisolierten Anlage der 1 mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Partikelfalle in einer schematischen axialen Querschnittsdarstellung; 2 shows a section of the gas-insulated plant the 1 with an embodiment of a particulate trap according to the invention in a schematic axial cross-sectional view;

3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Partikelfalle in einer schematischen axialen Querschnittsdarstellung; 3 shows a second embodiment of a particulate trap according to the invention in a schematic axial cross-sectional view;

4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Partikelfalle in einer schematischen axialen Querschnittsdarstellung; 4 shows a third embodiment of a particulate trap according to the invention in a schematic axial cross-sectional view;

5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Partikelfalle in einer schematischen axialen Querschnittsdarstellung; 5 shows a fourth embodiment of a particulate trap according to the invention in a schematic axial cross-sectional view;

6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Partikelfalle in einer schematischen axialen Querschnittsdarstellung; 6 shows a fifth embodiment of a particulate trap according to the invention in a schematic axial cross-sectional view;

7 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Partikelfalle in einer schematischen axialen Querschnittsdarstellung; 7 shows a sixth embodiment of a particulate trap according to the invention in a schematic axial cross-sectional view;

8 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Partikelfalle in einer schematischen axialen Querschnittsdarstellung; 8th shows a seventh embodiment of a particulate trap according to the invention in a schematic axial cross-sectional view;

9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen gasisolierten elektrischen Anlage in einer schematischen axialen Querschnittsdarstellung; 9 shows a second embodiment of a gas-insulated electrical system according to the invention in a schematic axial cross-sectional view;

10, 11 zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Partikelfalle in einem Innenleiter einer erfindungsgemäßen gasisolierten Anlage in einer schematischen axialen Querschnittsdarstellung; 10 . 11 each show an embodiment of a particulate trap according to the invention in an inner conductor of a gas-insulated system according to the invention in a schematic axial cross-sectional view;

12 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hochspannungsgleichstromübertragungsanlage in schematischer Darstellung. 12 shows an embodiment of a high-voltage direct current transmission system according to the invention in a schematic representation.

In 1 ist eine erfindungsgemäße gasisolierte Anlage in Form einer gasisolierten Leitung 1 dargestellt. Die gasisolierte Leitung 1 umfasst ein Außenrohr 2 und einen Innenleiter 3, der im dargestellten Ausführungsbeispiel als Hohlleiter ausgebildet ist. Der Innenleiter 3 ist koaxial im Außenrohr 2 angeordnet, wobei ein Mittelpunkt des kreisrunden Querschnitts des Innenleiters 3 mit einem Mittelpunkt des kreisrunden Querschnitts des Außenrohres 2 zusammenfällt. In 1 is a gas-insulated plant according to the invention in the form of a gas-insulated pipe 1 shown. The gas-insulated pipe 1 includes an outer tube 2 and an inner conductor 3 in the illustrated embodiment is designed as a waveguide. The inner conductor 3 is coaxial in the outer tube 2 arranged, wherein a center of the circular cross section of the inner conductor 3 with a center of the circular cross section of the outer tube 2 coincides.

Sowohl der Innenleiter 3 als auch das Außenrohr 2 sind aus einem leitenden Material hergestellt und erstrecken sich entlang einer Längsrichtung quer zur Zeichnungsebene der 1. Unterhalb des Hohlleiters 3 ist im Außenrohr 2 und mit ihm verbunden eine Partikelfalle 51 angeordnet. Both the inner conductor 3 as well as the outer tube 2 are made of a conductive material and extend along a longitudinal direction transverse to the plane of the drawing 1 , Below the waveguide 3 is in the outer tube 2 and a particle trap connected to it 51 arranged.

Eine weitere Partikelfalle 52 ist durch den Innenleiter 3 selbst gebildet. Dazu bildet der Innenleiter 3 eine Abschirmung, die einen feldstärkeschwachen Bereich 6 im Inneren des Innenleiters 3 begrenzt. Ferner weist der Innenleiter 3 eine Partikeleintrittsöffnung 7. Durch die Partikeleintrittsöffnung 7 können frei bewegliche Partikel im Außenrohr 2 in den feldstärkeschwachen Bereich 6 gelangen. Another particle trap 52 is through the inner conductor 3 self-educated. For this purpose, the inner conductor forms 3 a shield, which is a field strength weak area 6 inside the inner conductor 3 limited. Furthermore, the inner conductor 3 a particle inlet opening 7 , Through the particle inlet opening 7 can move freely particles in the outer tube 2 in the field strength weak area 6 reach.

Im Betrieb der gasisolierten Leitung 1 liegt der Innenleiter 3 auf einem elektrischen Potenzial, das sich von einem elektrischen Potenzial des Außenrohrs 2, meist um mehrere hundert kV, unterscheidet. Bei positiver Polarität liegt der Innenleiter 3 auf einem positiven Potenzial, wohingegen das Außenrohr 2 beispielsweise auf einem Erdpotenzial oder einem negativen Potenzial liegt. Bei negativer Polarität liegt entsprechend der Innenleiter 3 auf einem negativen Potenzial, wohingegen das Außenrohr 2 auf einem Erdpotenzial beziehungsweise einem positiven Potenzial liegt. Werden durch Vibrationen oder Abrieb freibewegliche leitende Partikel vom Außenrohr 2 beziehungsweise dem Innenleiter 3 oder von in 1 nicht dargestellten Stützisolatoren der gasisolierten Leitung abgelöst, so können diese Partikel durch Leitungstransport und Leitungsabgabe eine unerwünschte Senkung der Durchschlagfestigkeit der gasisolierten Leitung 1 herbeiführen. Bei positiver Polarität können diese Partikel vom Außenrohr 2 angezogen werden. Bei negativer Polarität können diese Partikel vom Innenleiter 3 angezogen werden. Auf die freibeweglichen Partikel wirkt zudem stets die Gewichtskraft, die eine ausgezeichnete Richtung, nämlich nach unten in 1, aufweist. Unter Berücksichtigung der Kraft des elektrischen Feldes sowie der Gewichtskraft, die auf die Partikel wirken, sollen die Partikelfallen 51, 52 in Raumbereichen angeordnet werden, wo die Aufenthaltswahrscheinlichkeit für die Partikel am größten ist (bei gegebener Polarität). In operation of the gas-insulated pipe 1 lies the inner conductor 3 at an electrical potential different from an electrical potential of the outer tube 2 , mostly around several hundred kV, differs. If the polarity is positive, the inner conductor is located 3 on a positive potential, whereas the outer tube 2 for example, at a ground potential or a negative potential. With negative polarity is corresponding to the inner conductor 3 on a negative potential, whereas the outer tube 2 is at ground potential or positive potential. Become by vibration or abrasion freely moving conductive particles from the outer tube 2 or the inner conductor 3 or from in 1 detached support insulators of the gas-insulated line, not shown, these particles can by line transport and line delivery an undesirable reduction in the dielectric strength of the gas-insulated pipe 1 cause. If the polarity is positive, these particles may be from the outer tube 2 be attracted. With negative polarity, these particles can be from the inner conductor 3 be attracted. On the freely moving particles also always affects the weight, which is an excellent direction, namely down in 1 , having. Taking into account the force of the electric field and the weight acting on the particles, the particles should fall 51 . 52 be arranged in areas where the probability of residence for the particles is greatest (given polarity).

Betrachtet man die Partikelfalle 51 die unterhalb des Innenleiters 3 angeordnet und mit dem Außenrohr 2 verbunden ist, so werden sich im Innenraum 8 der gasisolierten Leitung 1 befindende freibewegliche Partikel zunächst einmal auf eine Außenoberfläche 9 der Partikelfalle 51 bewegen. Von dort sollen die Partikel möglichst kontrolliert in einen feldstärkeschwachen Bereich in der gasisolierten Leitung 1 geführt werden. Anschließend sollen die Partikel dort verbleiben. Ähnlich verhält es sich bei negativer Polarität. In diesem Fall landen die freibeweglichen Partikel zunächst auf einer Außenoberfläche 10 der Partikelfalle 52 und sollen von dort durch die Partikeleintrittsöffnung 7 in den feldstärkeschwachen Bereich im Inneren des Innenleiters 3 geführt werden. Auf diese Weise können Schäden, die durch die Partikel verursacht werden können, vermieden werden. Looking at the particle trap 51 the below the inner conductor 3 arranged and with the outer tube 2 is connected, so will be in the interior 8th the gas-insulated pipe 1 firstly moving freely moving particles on an outer surface 9 the particle trap 51 move. From there, the particles should as controlled as possible in a field strength weak area in the gas-insulated pipe 1 be guided. Subsequently, the particles should remain there. The situation is similar with negative polarity. In this case, the freely moving particles first land on an outer surface 10 the particle trap 52 and should from there through the particle inlet opening 7 in the field strength weak area inside the inner conductor 3 be guided. In this way, damage caused by the particles can be avoided.

In 2 ist eine Partikelfalle 4 in einer detaillierten axialen Querschnittsdarstellung detailliert dargestellt. Die Partikelfalle 4 umfasst zwei Teilfallen 41 und 42, die zueinander bezüglich einer Achse 11 symmetrisch angeordnet sind. Beide Teilfallen 41 und 42 erstrecken sich entlang der Längsachse der gasisolierten Leitung 1 quer zu der Zeichnungsebene der 2. Die Teilfalle 41 umfasst einen Fuß 411 zum Verbinden der Teilfalle 41 mit dem Außenrohr 2 der gasisolierten Leitung. Ferner umfasst die Teilfalle 41 eine Abschirmung 412, die mit dem Fuß 411 verbunden ist. Die Abschirmung 412 begrenzt zusammen mit dem Fuß 411 und einem Abschnitt 413 des Außenrohres 2 der gasisolierten Leitung 1 einen feldstärkeschwachen Bereich 414. Da die Partikelfalle 9 aus einem leitfähigen Material hergestellt ist und mit dem Außenrohr 2 verbunden ist liegt die Partikelfalle 4 und insbesondere auch die Abschirmung 412 auf dem gleichen Potenzial wie das Außenrohr 2. Aus diesem Grund ist das elektrische Feld im feldstärkeschwachen Bereich 414 um mehrere, im vorliegenden Beispiel um etwa 2 Potenzen kleiner als außerhalb des feldstärkeschwachen Bereiches. Frei bewegliche Partikel im Außenrohr 2 der gasisolierten Leitung 1 können durch eine Partikeleintrittsöffnung 415 in den feldstärkeschwachen Bereich 414 eintreten. Auf der dem feldstärkeschwachen Bereich 414 ab Seite der Abschirmung 412 ist eine Außenoberfläche 416 des Schirms 412 ausgebildet. In 2 is a particle trap 4 shown in detail in a detailed axial cross-sectional view. The particle trap 4 includes two partial traps 41 and 42 that are related to each other with respect to an axis 11 are arranged symmetrically. Both partial traps 41 and 42 extend along the longitudinal axis of the gas-insulated pipe 1 transverse to the plane of the drawing 2 , The partial trap 41 includes a foot 411 for connecting the partial trap 41 with the outer tube 2 the gas-insulated pipe. Furthermore, the partial trap comprises 41 a shield 412 that with the foot 411 connected is. The shield 412 limited together with the foot 411 and a section 413 of the outer tube 2 the gas-insulated pipe 1 a field strength weak area 414 , Because the particle trap 9 made of a conductive material and with the outer tube 2 connected is the particle trap 4 and in particular the shielding 412 at the same potential as the outer tube 2 , For this reason, the electric field in the field strength weak area 414 by several, in the present example by about 2 Powers smaller than outside the field strength weak area. Free moving particles in the outer tube 2 the gas-insulated pipe 1 can through a particle inlet opening 415 in the field strength weak area 414 enter. On the field strength weak area 414 from the side of the shield 412 is an outer surface 416 of the screen 412 educated.

Entsprechend der ersten Teilfalle 41 verfügt die zweite Teilfalle 42 über einen Fuß 421, eine Abschirmung 422, einen feldstärkeschwachen Bereich 424, eine Partikeleintrittsöffnung 425 sowie eine Außenoberfläche 426 der Abschirmung 422. Durch die Anordnung der beiden Teilfallen 41 und 42 bilden die der zweiten Teilfalle 42 zugewandte Seite 417 der ersten Teilfalle 41 und die der ersten Teilfalle 41 zugewandte Seite 427 der zweiten Teilfalle 42 einen weiteren feldstärkeschwachen Bereich 12. According to the first partial trap 41 has the second partial trap 42 over a foot 421 , a shield 422 , a field strength weak area 424 , a particle inlet opening 425 as well as an outer surface 426 the shield 422 , By the arrangement of the two partial traps 41 and 42 form the second part of the trap 42 facing side 417 the first partial trap 41 and the first partial trap 41 facing side 427 the second partial trap 42 another field strength weak area 12 ,

Zu erkennen ist, dass die radiale Kontur der Außenoberfläche 426 an einem dem Fuß 421 entfernten Ende 428 wendelförmig ausgebildet ist, so dass die Krümmung der Außenoberfläche 426 zu diesem Ende 428 hin gleichmäßig ansteigt. Auf diese Weise ist der Feldstärkegradient entlang der Außenoberfläche 426 niedrig. Entsprechend ist die Außenoberfläche 416 der ersten Teilfalle 41 ebenfalls abschnittsweise wendelförmig ausgebildet. It can be seen that the radial contour of the outer surface 426 at one's foot 421 distant end 428 helical, so that the curvature of the outer surface 426 to this end 428 rises evenly. In this way, the field strength gradient is along the outer surface 426 low. Accordingly, the outer surface 416 the first partial trap 41 also in sections helically formed.

Das von der ersten Teilfalle 41 erzeugte elektrische Feld und das von der zweiten Teilfalle 42 erzeugte elektrische Feld im Außenrohr 2 beeinflussen einander, so dass dort der feldstärkeschwache Bereich 12 zwischen den Teilfallen 41 und 42 gebildet ist. Die Abschirmung 412 der ersten Teilfalle 41 bildet an ihrer innen angeordneten Seite 417 einen Überhang 419 aus. Die Abschirmung 422 der zweiten Teilfalle 42 bildet an ihrer innen angeordneten Seite 427 einen Überhang 429 aus. Durch die Ausformung der Überhänge 419 und 429 ist der weitere feldstärkeschwache Bereich 12 mit zwei Einbuchtungen 430 und 431 versehen. Diese Einbuchtungen 430 und 431 erschweren zusätzlich, dass frei bewegliche Partikel den feldstärkeschwachen Bereich 12 verlassen. That of the first part-trap 41 generated electric field and that of the second part of the trap 42 generated electric field in the outer tube 2 affect each other, so that there the field strength weak area 12 between the partial traps 41 and 42 is formed. The shield 412 the first partial trap 41 forms on its inside arranged side 417 an overhang 419 out. The shield 422 the second partial trap 42 forms on its inside arranged side 427 an overhang 429 out. Due to the shape of the overhangs 419 and 429 is the other field strength weak area 12 with two indentations 430 and 431 Mistake. These indentations 430 and 431 make it more difficult for freely moving particles to reach the field strength-weak area 12 leave.

In den nachfolgenden 2 bis 9 sind gleiche und gleichartige Elemente der dort dargestellten Partikelfallen mit gleichen Bezugszeichen versehen. Aus Übersichtlichkeitsgründen wird daher bei der Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Partikelfallen der 3 bis 9 lediglich auf deren Unterschiede näher eingegangen. In the following 2 to 9 are the same and similar elements of the particle traps shown there provided with the same reference numerals. For clarity, therefore, in the description of the embodiments of the particle traps of 3 to 9 only discussed their differences.

3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Partikelfalle 13. Im Unterschied zu der Partikelfalle 4 der 2 sind die innen angeordneten Seiten 417 bzw. 427 der Teilfallen 41 bzw. 42 der Partikelfalle 13 eben ausgebildet. Dies vereinfacht die Herstellung der Partikelfalle, da ihre Form etwaige Überhänge nicht aufweist. 3 shows a second embodiment of a particle trap 13 , Unlike the particle trap 4 of the 2 are the inside arranged pages 417 respectively. 427 the partial traps 41 respectively. 42 the particle trap 13 just trained. This simplifies the production of the particle trap, since its shape does not have any overhangs.

4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Partikelfalle 14. Die Partikelfalle 14 umfasst ähnlich der Partikelfalle 13 der 3 eine erste und eine zweite Teilfalle 41 bzw. 42. Im Unterschied zu der Partikelfalle 13 sind die Teilfallen 41 und 42 weiter voneinander beabstandet angeordnet. Zwischen der ersten und der zweiten Teilfalle 41 bzw. 42 ist eine dritte Teilfalle 43 angeordnet. Die dritte Teilfalle 43 umfasst einen Fuß 431 zum Verbinden der dritten Teilfalle 43 mit dem Außenrohr 2. Der Fuß 431 der dritten Teilfalle 43 geht zu seinem dem Außenrohr 2 abgewandten Ende hin in eine Abschirmung 432 über, die eine gerundete Außenoberfläche 433 aufweist. Zwischen einer der dritten Teilfalle 43 zugewandten Seite der ersten Teilfalle 41 und der der ersten Teilfalle 41 zugewandten Seite der dritten Teilfalle 43 ist ein erster zusätzlicher feldstärkeschwacher Bereich 121 ausgebildet. Zwischen den einander zugewandten Seiten der dritten Teilfalle 43 und der zweiten Teilfalle 42 ist ein zweiter zusätzlicher feldstärkeschwacher Bereich 122 ausgebildet. 4 shows a further embodiment of a particle trap 14 , The particle trap 14 similarly includes the particle trap 13 of the 3 a first and a second partial trap 41 respectively. 42 , Unlike the particle trap 13 are the part-traps 41 and 42 further apart. Between the first and the second partial trap 41 respectively. 42 is a third part-trap 43 arranged. The third partial trap 43 includes a foot 431 for connecting the third sub-trap 43 with the outer tube 2 , The foot 431 the third partial trap 43 go to his the outer tube 2 turned away end in a shield 432 over, which has a rounded outer surface 433 having. Between one of the third partial trap 43 facing side of the first part of the trap 41 and the first partial trap 41 facing side of the third part of the trap 43 is a first additional field strength weak area 121 educated. Between the mutually facing sides of the third part of the trap 43 and the second part-trap 42 is a second additional field strength weak area 122 educated.

In 5 ist ein viertes Ausführungsbeispiel einer Partikelfalle 15 dargestellt. Im Unterschied zur Partikelfalle 4 der 2 sind der Fuß 411 der ersten Teilfalle 41 und der Fuß 421 der zweiten Teilfalle 42 miteinander verbunden und nur an einzelnen Stellen in Längsrichtung der Partikelfalle 15 mit dem Außenrohr 2 verbunden, was in 5 dadurch angedeutet ist, dass der Fuß 411 und der Fuß 421 mittels einer unterbrochenen Linie dargestellt sind. Durch eine gegenüber der Partikelfalle 4 schmalere Ausführung der Abschirmungen 412 und 422 sind die entsprechenden feldstärkeschwachen Bereiche 414 und 424 vergrößert. Dies vermindert die Wahrscheinlichkeit eines Wiederaustritts der Partikel aus den feldstärkeschwachen Bereichen 414 und 424. In 5 is a fourth embodiment of a particle trap 15 shown. In contrast to the particle trap 4 of the 2 are the foot 411 the first partial trap 41 and the foot 421 the second partial trap 42 interconnected and only at individual points in the longitudinal direction of the particle trap 15 with the outer tube 2 connected, what in 5 This implies that the foot 411 and the foot 421 are shown by a broken line. By one opposite the particle trap 4 narrower version of the shields 412 and 422 are the corresponding field strength weak areas 414 and 424 increased. This reduces the likelihood of particle re-emergence from the low field intensity regions 414 and 424 ,

6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Partikelfalle 16. Die Partikelfalle 16 umfasst einen Fuß 161 zum Verbinden der Partikelfalle 16 mit dem Außenrohr 2 sowie eine Abschirmung 162. Die Abschirmung 162 weist eine Außenoberfläche 163 auf. Es ist zu erkennen, dass die in 6 dargestellte radiale Kontur der Außenoberfläche 163 eine teilweise ovale Form aufweist. 6 shows a fifth embodiment of a particulate trap 16 , The particle trap 16 includes a foot 161 for connecting the particle trap 16 with the outer tube 2 as well as a shield 162 , The shield 162 has an outer surface 163 on. It can be seen that the in 6 illustrated radial contour of the outer surface 163 has a partially oval shape.

Die Abschirmung 162 weist ein erstes und ein zweites dem Fuß 161 abgewandtes Schirmende 164 bzw. 165 auf. Die Schirmenden 164 und 165 weisen jeweils eine Spitze 166 bzw. 167 auf. Die Spitzen 166 und 167 sind jeweils zum Fuß 161 hin abgewinkelt. Dies hat zur Folge, dass Die Spitzen 166, 167, sich innerhalb der feldstärkeschwachen Bereiche 168 und 169 befinden, wodurch ein hoher Wert des Feldstärkegradienten auch an den Spitzen 166, 167 vermieden wird. The shield 162 has a first and a second foot 161 remote shield end 164 respectively. 165 on. The screen ends 164 and 165 each have a tip 166 respectively. 167 on. The tips 166 and 167 are each to the foot 161 Angled down. As a result, the tips 166 . 167 , within the field strength weak areas 168 and 169 which causes a high value of the field strength gradient even at the tips 166 . 167 is avoided.

Das in 7 dargestellte sechste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Partikelfalle 17 ist im Unterschied zur Partikelfalle 16 der 6 nur an einzelnen Stellen in Längsrichtung der Partikelfalle 17 mit dem Außenrohr 2 verbunden, was in 5 durch eine Darstellung des Fußes 161 mittels einer unterbrochenen Linie angedeutet ist. This in 7 illustrated sixth embodiment of a particulate trap according to the invention 17 is unlike the particle trap 16 of the 6 only at individual points in the longitudinal direction of the particle trap 17 with the outer tube 2 connected, what in 5 through a representation of the foot 161 is indicated by a broken line.

Ein siebtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Partikelfalle 18 ist in 8 dargestellt. Die Partikelfalle 18 weist einen Fuß 181 zum Verbinden mit dem Außenrohr 2 sowie eine Abschirmung 182. Zusätzlich zu der Partikelfalle 18, die zentral unterhalb des in der 8 nicht grafisch dargestellten Innenleiters 3 angeordnet ist, sind zwei weitere Partikelfallen 19 und 20 vorgesehen. Die weiteren Partikelfallen 19 und 20 sind zur Partikelfalle 18 jeweils gleichartig aufgebaut und entlang des Umfangs des Außenrohres 2 rechts und links neben der Partikelfalle 18 angeordnet. A seventh embodiment of a particulate trap according to the invention 18 is in 8th shown. The particle trap 18 has a foot 181 for connecting to the outer tube 2 as well as a shield 182 , In addition to the particle trap 18 centrally located below the one in the 8th not illustrated inner conductor 3 is arranged, are two more particle traps 19 and 20 intended. The other particle traps 19 and 20 are to the particle trap 18 each identically constructed and along the circumference of the outer tube 2 right and left of the particle trap 18 arranged.

9 zeigt eine schematische Darstellung eines achten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Partikelfalle 21 in einer gasisolierten Leitung 1 mit einem Innenleiter 3 und einem Außenrohr 2. Die Partikelfalle 21 umfasst eine erste Abschirmung 22 und eine zweite Abschirmung 23, die eine geradlinige radiale Kontur aufweisen. Die Abschirmungen 22 und 23 sind derart gegeneinander versetzt angeordnet, dass eine Partikeleintrittsöffnung 24 ausgebildet ist, durch die Partikel in einen durch die Abschirmungen 22 und 23 sowie das Außenrohr 2 begrenzten feldstärkeschwachen Bereich 25 gelangen können. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass die Partikelfalle 21 einen besonders einfachen Aufbau aufweist. 9 shows a schematic representation of an eighth embodiment of a particulate trap according to the invention 21 in a gas-insulated pipe 1 with an inner conductor 3 and an outer tube 2 , The particle trap 21 includes a first shield 22 and a second shield 23 that is a straightforward have radial contour. The shields 22 and 23 are arranged offset from one another in such a way that a particle inlet opening 24 is formed, through the particles in a through the shields 22 and 23 as well as the outer tube 2 limited field strength weak area 25 can reach. This embodiment has the advantage that the particle trap 21 has a particularly simple structure.

10 zeigt eine erfindungsgemäße Partikelfalle 31 gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel. Die Partikelfalle 31 ist durch den Innenleiter 3 einer gasisolierten Leitung gebildet, in dem eine Partikeleintrittsöffnung 312 vorgesehen ist. Der Innenleiter 3 ist als Hohlleiter ausgebildet und begrenzt einen feldstärkeschwachen Bereich 313 und bildet somit zugleich eine Abschirmung 315 der Partikelfalle 31. Die Partikelfalle 31 weist eine Außenoberfläche 314 auf, deren radiale Kontur nah an der Partikeleintrittsöffnung 312 derart profiliert ist, dass der Feldstärkegradient entlang der Außenoberfläche möglichst klein ist. 10 shows a particle trap according to the invention 31 according to a ninth embodiment. The particle trap 31 is through the inner conductor 3 a gas-insulated conduit formed in which a particle inlet opening 312 is provided. The inner conductor 3 is designed as a waveguide and limits a field strength weak area 313 and thus at the same time forms a shield 315 the particle trap 31 , The particle trap 31 has an outer surface 314 on, whose radial contour close to the particle inlet opening 312 is profiled so that the field strength gradient along the outer surface is as small as possible.

11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Partikelfalle 32, die durch den Innenleiter 3 einer gasisolierten Leitung gebildet ist, der einen feldstärkeschwachen Bereich 324 begrenzt. Im Unterschied zur Partikelfalle 31 der 10 ist die Partikeleintrittsöffnung 321 der Partikelfalle 32 schmaler. 11 shows a further embodiment of a particulate trap according to the invention 32 passing through the inner conductor 3 a gas-insulated line is formed, which is a field strength weak area 324 limited. In contrast to the particle trap 31 of the 10 is the particle inlet opening 321 the particle trap 32 narrower.

Einander gegenüberliegende Ränder 322 und 323 der durch den Innenleiter 3 gebildeten Abschirmung 325 der Partikelfalle 32 beinflussen das elektrische Feld im Bereich der Partikeleintrittsöffnung 321 derart, dass der Feldstärkegradient dort möglichst klein ist. Opposite edges 322 and 323 through the inner conductor 3 formed shielding 325 the particle trap 32 affect the electric field in the region of the particle inlet opening 321 such that the field strength gradient is as small as possible there.

12 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hochspannungsgleichstromübertragungsanlage (HGÜ-Anlage) 35 mit einem Umrichter 36, der eine Gleichspannungsseite und eine Wechselspannungsseite aufweist. Der Umrichter 36 kann beispielsweise ein netzgeführter oder ein selbstgeführter Umrichter sein. Der Umrichter 36 ist wechselspannungsseitig mit einer dreiphasigen Wechselspannungsleitung 37 und gleichspannungsseitig mit einer Gleichspannungsleitung 381 sowie einem Erdleiter 382 verbunden. Die Gleichspannungsleitung 381 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine erdverlegte GIL in der mehrere Partikelfallen gemäß einer der 1 bis 11 angeordnet sind. 12 shows an embodiment of a high voltage direct current transmission system according to the invention (HVDC system) 35 with a converter 36 having a DC side and an AC side. The inverter 36 may be, for example, a grid-connected or a self-commutated inverter. The inverter 36 is on the AC side with a three-phase AC line 37 and DC voltage side with a DC voltage line 381 as well as a ground wire 382 connected. The DC voltage line 381 is in the illustrated embodiment, a buried GIL in the multiple particle traps according to one of 1 to 11 are arranged.

Die in 12 dargestellte HGÜ-Anlage dient zur Übertragung elektrischer Leistung zwischen dem Wechselspannungsnetz 37 und einem weiteren Wechselspannungsnetz 40. Dazu ist ein zusätzlicher Umrichter 39 vorgesehen, der gleichspannungsseitig mit der Gleichspannungsleitung 381 und wechselspannungsseitig mit dem weiteren Wechselspannungsnetz 40 verbunden. In the 12 shown HVDC system is used to transfer electrical power between the AC mains 37 and another AC voltage network 40 , This is an additional inverter 39 provided, the DC side with the DC voltage line 381 and the AC side with the other AC voltage network 40 connected.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 3515939 A [0003, 0015]
WO 2011/006796 A2 [0026]

Claims

Particle trap ( 4 ) for a gas-insulated electrical system ( 1 ) with a shield ( 412 . 422 ) of a conductive material, by means of which a field strength weak area ( 414 . 424 ) in an interior of the gas-insulated plant ( 1 ) with formation of particle inlet openings ( 415 . 425 ) is limited, characterized in that a field strength gradient along an outer surface facing away from the field strength weak area ( 416 . 426 ) of the shield ( 412 . 422 ) does not exceed a predetermined gradient maximum value.

Particle trap ( 4 ) according to claim 1, wherein the curvature of the outer surface ( 416 . 426 ) of the shield does not exceed a predetermined maximum curvature.

Particle trap ( 4 ) according to claim 1 or 2, wherein the particle trap is one with the shield ( 412 . 422 connected foot ( 411 . 421 ) for fixing the particle trap ( 4 ) on an outer tube ( 2 ) or on an inner conductor ( 3 ) of the gas-insulated plant ( 1 ) and the outer surface ( 416 . 426 ) of the shield one with respect to the foot ( 411 . 421 ) has convex radial contour.

Particle trap ( 16 ) according to one of claims 1 or 2, wherein the outer surface ( 163 ) has an at least partially oval-shaped radial contour.

Particle trap ( 4 ) according to one of claims 1 or 2, wherein the outer surface ( 416 . 426 ) has an at least partially helical radial contour at least in the region of the particle inlet openings.

Particle trap ( 21 ) according to one of the preceding claims, wherein the outer surface ( 22 . 23 ) has an at least partially rectilinear radial contour.

Particle trap ( 4 ) according to one of the preceding claims, wherein the particle trap contains at least two partial traps ( 41 . 42 ) and the at least two partial traps ( 41 . 42 ) of the particle trap ( 4 ) are arranged to one another in such a way that mutually facing surfaces ( 417 . 427 ) of the partial traps ( 41 . 42 ) by mutual field influence at least one further field strength weak area ( 12 ) limit.

Gas-insulated electrical system ( 1 ) with - an inner conductor ( 3 ), - one the inner conductor ( 3 ) surrounding outer tube ( 2 ), characterized by an outer tube ( 2 ) arranged particle trap ( 51 . 52 ) according to one of claims 1 to 7.

Gas-insulated plant ( 1 ) according to claim 8, wherein the particulate trap ( 51 ) with the outer tube ( 2 ) connected is.

Gas-insulated plant ( 1 ) according to claim 9, wherein the particulate trap ( 52 ) with the inner conductor ( 3 ) connected is.

Gas-insulated plant ( 1 ) according to claim 9, wherein the inner conductor ( 3 ) is hollow and the particle trap ( 52 ) with the inner conductor ( 3 ), so that the field strength weak area ( 6 ) at least partially from the inner conductor ( 3 ) is limited.

Gas-insulated plant ( 1 ) according to one of claims 8 to 11, wherein the system is a gas-insulated electrical line or a gas-insulated electrical switchgear.

High voltage direct current transmission system ( 35 ) with a converter ( 36 ) for transmitting electrical power, the AC side with an AC voltage network ( 37 ) and DC voltage side with a DC voltage line ( 381 ), characterized in that at least a part of the DC voltage line ( 381 ) a gas-insulated line ( 1 ) according to claim 12.