DE1270150B - Elektrische Hochspannungs-Schaltanlage - Google Patents

Description

• Elektrische Hochspannungs-Schaltanlage Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Hochspannungs-Schaltanlage, bei der die spannungsführenden Teile der Sammelschienen, Schalter, Trenner, Meßwandler u. dgl. vollständig mit Kunststoff isoliert sind, in welchem in der Nähe der Oberfläche eine metallische Abschirmung angeordnet ist.
• Bei kunststoffisolierten Hochspannungsgeräten sind metallene Abschirmungen an oder im Kunststoff in mannigfaltiger Gestalt und Anordnung zur Potentialsteuerung bekannt.
• So ist z. B. bei einem von zwei Isolierstoffhüllen umgebenen Schaltgerät vorgesehen, auf der Innenseite der äußeren Hülle ein metallenes, geerdetes Drahtgeflecht anzuordnen, das die Hülle gegen Durchschläge schützen soll (deutsche Patentschrift 760 149).
• Weiter ist es bei einer einen Hochspannungssteckkontakt umgebenden Isolierstoffmanschette bekannt, an deren Stirnwand einen geerdeten Potentialring vorzusehen und mit einem in der Isolierstoffwand ringsum angeordneten Metallgitter in Form von Stäben bzw. eines Drahtgeflechtes galvanisch zu verbinden. Damit soll einer elektrostatischen Aufladung der Manschette vorgebeugt und Kriechströme abgeleitet werden. Wird die Isolierstoffmanschette aus einem Gießharz gefertigt, so soll das Metallgitter mit eingegossen werden (deutsche Patentschrift 957 317).
• Fernerhin kennt man eine aus Gießharz gefertigte Durchführung, bei der im Bereich der Befestigungsarmatur ein Drahtgeflecht im Gießharz um den Durchführungsleiter herumgelegt und mit der Armatur verbunden ist. Ein solches Drahtgeflecht wird einem Metallzylinder vorgezogen, weil es bei Erwärmungen keine gefährlichen mechanischen Spannungen im Gußkörper hervorzubringen vermag (französische Patentschrift 1144 430).
• Für die Herstellung einer anderen bekannten Durchführung ist vorgesehen, zunächst eine innere geschlossene Isolierhülle um den Leiter zu gießen, deren Durchmesser nur ein wenig größer als der des Befestigungsflansches ist; sodann ist vorgesehen, die innere Hülle im Bereich des Flansches zu metallisieren und darauf eine äußere Hülle aus Isolierstoff zu gießen. Die innere Hülle dient somit als Tragkörper für die Metallisierung (britische Patentschrift 806 954).
• Schließlich wäre noch zu erwähnen, daß man metallgekapselte Hochspannungs-Schaltanlagen kennt, deren Teile vollständig in Gießharz eingebettet sind und steckartig miteinander verbunden werden können. Für eine leitende Überbrückung an den Verbindungsstellen bildet die Metallkapselung Ringarmaturen. Die Metallkapselung ist dabei jedoch ausschließlich an der Oberfläche der Gußteile angeordnet (deutsche Auslegeschrift 1027 759).
• Bezüglich der eingangs genannten Hochspannungs-Schaltanlage besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine hinsichtlich der Einbettung in Kunststoff technologisch günstige Abschirmung zu schaffen und die Herstellung des Kunststoff-Isolierkörpers insgesamt zu vereinfachen.
• Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise der Kunststoff-Isolierkörper aus Gießharz besteht und die nur eine geringe Eigensteifigkeit besitzende Abschirmung Öffnungen aufweist, und daß sich die Abschirmung auf einem von Gießharz durchtränkbaren, zugleich als Füllstoff des Gießharzes dienenden Tragkörper aus Isolierstoff befindet, der sie bis zum Aushärten des Gießharzes in ihrer Lage festhält.
• Es kann somit die Herstellung eines abgeschirmten Teiles der Anlage in einem Gießvorgang erfolgen, zum anderen kann die wenig formbeständige Abschirmung in einer definierten Lage in der Gießform einfach und zuverlässig angeordnet und gehalten werden.
• Durch die Form der Abschirmung wird das Gießen nicht behindert; es können auch keine Spannungen beim Schrumpfen oder bei Erwärmungen durch eine Steifigkeit der Abschirmung entstehen. Der zugleich als Füllstoff des Gießharzes dienende Tragkörper ist so bemessen, daß das Gießharz nur die verbleibenden Lücken und Poren ausfüllen braucht; er kann vorzugsweise aus porösem, faserigem Stoff, wie Wellpappe, Asbest, Glasfasermatten, bestehen und praktisch den ganzen Raum zwischen dem Leiter und der Abschirmung ausfüllen.
• Man kann aber auch, statt eine nachgiebige Abschirmung mit Öffnungen zu verwenden, den Tragkörper in an sich bekannter Weise selbst metallisieren.
• Die Abschirmung kann in bekannter Weise aus einem Drahtgeflecht oder aus einzelnen, das abzuschirmende Teil käfig- oder reusenartig umgebenden Drähten bestehen. Die im Betrieb nicht zu lösenden Verbindungen zwischen den Einzelteilen der Schaltanlage, wie Sammelschienen, Trenner, Leistungsschalter, Wandler und Kabelendverschlüsse, können in bekannter Weise als Steckverbindungen derart ausgeführt werden, daß der eine Kontakt mit einem Innenkegel, der andere mit einem Außenkegel aus Isolierstoff umgeben ist, daß die beiden Kegelflächen beim Zusammenstecken möglichst genau aufeinanderpassen und daß längs der entstehenden kegelmantelförmigen Fuge eine gegenüber dem radialen Abstand zwischen Leiter und Isolierstoffoberfläche stark vergrößerte Isolierstrecke vorhanden ist. An solchen Verbindungsstellen kann zum Zwecke der Überbrückung der Abschirmung diese an einen aus dem Isolierstoff herausragenden an sich bekannten metallischen Endring geführt sein,. der außerhalb der Isolierhülle ebenfalls an sich bekannte Metallarmaturen für eine überbrückung bildet.
• Die Trenner kann man in bekannter Weise als Hubtrenner mit senkrechtem Hub und ihre Kontakte nach Art der beschriebenen Steckverbindungen ausbilden. Aber während man bei den festen Steckverbindungen Lufteinschlüsse in der Trennfuge durch Einlegen von Dichtungsmaterial verhindern kann, sollten die Trennerkontakte zweckmäßig eine Ölfüllung haben, die im ausgeschalteten Zustand den im Innenkegel angeordneten spannungsführenden Kontakt isoliert und die im eingeschalteten Zustand die Trennfuge erfüllt und dadurch verhindert, daß dort Lufteinschlüsse vorhanden sind. Bei Vorhandensein einer Ölfüllung ist es dabei vorteilhaft, die Abschirmung des festen Teiles eines Trenners an einen metallischen Endring zu führen, der im eingeschalteten Zustand über besondere, ebenfalls unter Öl liegende Kontakte mit dem Endring des Trennstückes in Verbindung steht.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen im folgenden erläutert.
• F i g: 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Sammelschiene oder einen Verbindungsleiter oder auch das Trennstück eines Hubtrenners bei einer elektrischen Hochspannungs-Schaltanlage, beispielsweise für 60 000 oder 110 000 Volt. Teil 1 ist der Leiter, der bei gegebenem Querschnitt zur Verringerung der elektrischen Feldstärke aus einem Rohr besteht. Im Isolierstoff 2 sind nahe der Oberfläche geerdete Drähte 3 eingebettet, die den Leiter 1 in Form einer Reuse umgeben.
• F i g. 2 zeigt den Längsschnitt durch eine verschraubte Steckverbindung. Teil 4 ist die eigentliche Kontakteinrichtung. Die Isolierstoffkörper stoßen an der kegelmantelförmigen Trennfuge 5 zusammen, in die Dichtungsmaterial eingelegt ist. Die Abschirmung -aus den Drähten 3 endet in den metallischen Endringen 6, die ein Bestandteil der zur Verschraubung dienenden Metallarmaturen 7 sind.
• F i g. 3 zeigt schematisch einen Hubtrenner in geöffnetem Zustand.
• F i g. 4 zeigt einen Längsschnitt durch einen Kontakt des Trenners im eingeschalteten Zustand. Teil 4 ist wieder der eigentliche Kontakt, 5 die Trennfuge, die in dieser Figur mit Ö18 isoliert ist. Der obere metallische Endring 10 ist nicht oder nur teilweise in den festen Isolierstoff eingebettet. Er berührt die Kontakte 11, die am unteren Endring 9 befestigt sind, und stellt so die Verbindung der Abschirmung des Trennstückes mit Erde her. Die Teile 9, 10 und 11 tauchen ganz in Öl ein, soweit sie nicht in Kunststoff eingebettet sind. Mit 3 sind auch hier wieder die Drähte der Abschirmung bezeichnet.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Elektrische Hochspannungs-Schaltanlage, bei der die spannungsführenden Teile der Sammelschienen, Schalter, Trenner, Meßwandler u. dgl. vollständig mit Kunststoff isoliert sind, in welchem in der Nähe der Oberfläche eine metallische Abschirmung angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß in an sich bekannter Weise der Kunststoff-Isolierkörper (2) aus Gießharz besteht und die nur eine geringe Eigensteifigkeit besitzende Abschirmung (3) Öffnungen aufweist, und daß sich die Abschirmung auf einem von Gießharz durchtränkbaren, zugleich als Füllstoff des Gießharzes dienenden Tragkörper aus Isolierstoff befindet, der sie bis zum Aushärten des Gießharzes in ihrer Lage festhält.
2. 2. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Abschirmung (3) aus einer Metallisierung des Tragkörpers besteht.
3. 3. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise als Abschirmung (3) Drahtgeflecht verwendet wird.
4. 4. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Abschirmung (3) aus einzelnen, das abzuschirmende Teil käfig- oder reusenartig umgebenden Drähten besteht.
5. 5. Schaltanlage nach Anspruch 1 bis 4; dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Einzelteile steckerartig verbunden sind und daß an den Verbindungsstellen zum Zwecke der überbrückung der Abschirmung (3) diese an einen aus dem Isolierstoff (2) herausragenden, an sich bekannten metallischen Endring (6) geführt ist, der außerhalb der Isolierhülle ebenfalls an sich bekannte Metallarmaturen (7) für eine überbrückung bildet.
6. 6. Schaltanlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Trenner als Hubtrenner mit senkrechtem Hub und steckerartigen Trennerkontakten (4), mit Kunststoffisolierung (2) und metallischer Abschirmung (3) auch der Trennstücke, mit versenkt in einer Ölfüllung (8) liegenden festen Trennerkontakten (4) ausgebildet sind, und daß die Abschirmung (3) des festen Teils eines Trenners an einen metallischen Endring (9) geführt ist, der im eingeschalteten Zustand über besondere, ebenfalls unter Öl liegende Kontakte mit dem Endring (10) des Trennstückes in Verbindung steht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 760149, 944 868, 957 317; deutsche Auslegeschrift Nr. 1027 759; britische Patentschrift Nr. 806 954; französische Patentschrift Nr. 1144 430; Siemens-Zeitschrift, März 1959, Heft 3, S. 149.