DE1665637B2 - Druckgasisolierte hochspannungsschaltanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine druckgasisolierte Hochspannungsschaltanlage mit einer Einrichtung zur Überwachung des Gasdruckes, die bei höheren Drükken als dem Betriebsdruck die Abschaltung der Anlage veranlaßt.

Bei druckgasisolierten Hochspannungsschaltanlagen muß bekanntlich der Gasdruck überwacht werden, wenn ein höherer Druck als Atmosphärendruck verwendet wird, um eine hohe elektrische Festigkeit zu erreichen. Dies gilt ganz besonders für Anlagen mit hochwertigen Gasen, wie Schwefelhexafluorid (SFö).

Weil die bekannten Überwachungseinrichtungen sicherstellen sollen, daß ein für die elektrische Festigkeit ausreichender Gasdruck, mit Sicherheit vorhanden ist, sprechen sie an, wenn der Gasdruck sinkt. Sie geben z. B. ein Signal, damit das Bedienungspersonal das fehlende Gas ersetzt. Unter Umständen wird das Nachfüllen von Gas auch von der Überwachungseinrichtung selbsttätig gesteuert. Ferner können die Überwachungseinrichtungen eine Abschaltung der Anlage veranlassen, wenn der Gasdruck so weit sinkt, daß Durchschlage zu befürchten sind.

Aus der Zeitschrift »Revue Generale de L'Electriciie«, April 1966, S. 493 bis 500 ist eine druckgasisolierte Hochspannungsschaltanlage mit einer Einrichtung zur Überwachung des Gasdruckes beschrieben, die bei höheren Drücken als dem Betriebsdruck die Abschaltung der Anlage veranlaßt. Auf diese Weise kann man ohne großen Aufwand Erdschlußlichtbögen beseitigen, die in kompensierten Netzen nur einen verhältnismäßig geringen Strom führen, aber dennoch schnell abgeschaltet werden müssen, weil der Lichtbogen an der Anlage Schaden hervorruft und sich zu einem Doppelerdschluß erweitern kann, der den vollen Kurzschlußstrom der Anlage führt.

Mit der bekannten Einrichtung kann jedoch der in der Hochspannungsschaltanlage aufgetretene Fehler und die durch ihn bedingte Gefahr nicht näher bestimmt werden, insbesondere kann beispielsweise nicht zwischen einem Druckanstieg infolge Temperaturänderung durch Erwärmung bei normaler Belastung und einem Störlichtbogen unterschieden werden.

Um bei einer druckgasisolierten Hochspannungsschaltanlage mit einer Einrichtung zur Überwachung des Gasdruckes die durch einen aufgetretenen Fehler verursachte Gefahr für die Anlage näher bestimmen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß als Kriterium für die Abschaltung der Anlage die Anderungsgeschwindigkeit des Gasdruckes berücksichtigt wird. Man kann zu diesem Zweck beispielsweise ein Uhrwerk für die Messung der Zeit vorsehen, die zwischen einem ersten kritischen Druckwert und einem zweiten höheren oder niedrigeren Druckwert verstreicht. Auf diese Weise kann unterschieden werden zwischen einem Druckanstieg infolge Temperaturänderung durch Erwärmung bei normaler Belastung und einem Störlichtbogen.

Für die Überwachung der druckgasisolierten Hochspannungsschaltanlage, die eine Schottung in mehrere Gasräume aufweist, ist es bei einer Ausführungsform vorteilhaft, für jeden Gasraum eine eigene Überwachungseinrichtung vorzusehen.

Sofern die Hochspannungsanlage mehrere, mindestens zum Teil getrennte Phasen aufweist, ergibt sich ein Vorzug, wenn gleiche Teile der Phasen gemeinsam überwacht werden. Schließlich ist es möglich, daß die Rohrleitungen der Überwachungseinrichtung einen geschlossenen Kreis bilden, der eine Spülung der Anlage gestattet. Man kann die Anlage dann ohne großen Aufwand nach einer Wartung oder nach der Montage trocknen, indem man das zur Isolierung verwendete Gas in dem genannten Kreislauf über Filter oder Wärmetauscher strömen läßt.

Durch Anwendung der Erfindung wird für die Überwachung von Erdschlußlichtbögen keine besondere Einrichtung mehr benötigt, sondern nur ein zusätzlicher Kontakt an der für den Mindestdruck des Gases ohnehin notwendigen Überwachungseinrichtung sowie eine Zeitmeßvorrichtung. Man braucht also die Kapselungen der Anlagenteile nicht gegen Erde zu isolieren, wobei dies bei der Erdschlußüberwachung nach der österreichischen Patentanmeldung A 6372/64, 21c 4/50, bekanntgemacht am 15.6.1965, erforderlich ist.

An Hand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

In F i g. 1 ist in perspektivischer Darstellung ein Feld einer druckgasisolierten Hochspannungsschaltanlage für beispielsweise 110 kV vereinfacht gezeichnet. Das Feld ist ein dreipoliger Abzweig von einem Doppelsammelschienensystem. Zu diesem gehört ein geerdetes Metallrohr 1, das die drei nicht sichtbaren Sammelschienen eines ersten Drehstromsystems enthält. Gleiche oder ähnliche Sammelschienen in einem zweiten Metallrohr bilden ein zweites Drehstromsystem, an das der Abzweig wahlweise angeschlossen werden kann.

Von den Rohren 1 und 2 führen nicht dargestellte Trennschalter in zylindrischen Rohren 3 und 4 zu einem Leistungsschalter 5, von dem nur die linke Polsäule 6 gezeichnet ist, um die Anschlußstellen 7 und 8 des Leistungsschalters zu zeigen. Der Leistungsschalter 5 verbindet den von den Trennschaltern in den Rohren 3, 4 kommenden, nicht dargestellten Hochspannungsleiter, der im Bereich der Anschlußstelle 7 durch den Ringkern eines Stromwandler geführt sein kann, mit einem Spannungswandler 9 und einem Trennschalter, der in einem Rohr 10 angeordnet ist. Von diesem führt ein nicht sichtbares Kabel zum Verbraucher.

Die Hochspannung führenden Teile sind gegenüber

den genannten Rohren, die alle geerdet sind, mit Schwefelhexafluorid (SFe) isoliert, das in den Rohren unter einem geringen Überdruck von beispielsweise 1,5 atü gehalten wird. Zur Überwachung des Gases ist das Feld außer dem Leistungsschalter 5, der gesondert gesteuert und überwacht wird, in drei getrennte Gasräume aufgeteilt. Es sind dies die Rohre j und 4 der sammelschienenseitigen Trennschalter und das Rohr 10 mit dun Kabelendverschluß und dem Spannungswandler 9. Jeder dieser drei Gasräume der einen Phase ist mit dem gleichen Gasraum der benachbarten Phase verbunden, so daß gleichartige Gasräume der einzelnen Phasen gemeinsam überwacht werden. An die Gasräume sind Rohrleitungen angeschlossen, die die Gasräume der Phasen miteinander und mit einer Überwachungseinrichtung verbinden. Die Leitungen bilden mit den Gasräumen einen geschlossenen Gaskreis. Beispielsweise führt vom Rohranschiuß \2 eine Leitung 13 zu dem dem Leistungsschalter abgekehrten Ende des Rohres 10. An dessen dem Leistungsschalter zugekehrten Ende ist eine weitere Rohrleitung 14 angeschlossen, die zu dem Rohr 10a der benachbarten Phase führt. Eine ähnliche Leitung 15 verbindet das dem Leistungsschalter zugekehrte Ende des Rohres 10a mit dem dem Leistungsschalter abgekehrten Ende des Rohres 10Λ der dritten Phase. Von dort führt eine Leitung 16 zum Rohranschluß 17. Dadurch ist eine Spülung der Gasräume möglich, wie bereits dargelegt wurde.

An die Rohranschlüsse der drei Gasräume sind Überwachungseinrichtungen 19 angeschlossen. Sie bestehen, wie F i g. 2 zeigt, aus einem Zylinder 20 mit einem Kolben 21, der vom Gasdruck gegen eine Feder 22 gedruckt wird und dabei über eine Stange 23 Kontakte 24 und 25 betätigt

Bei sinkendem Druck wird der Kontakt 24 geschlossen. Dadurch wird eine Spannungsquelle 26 mit einem Relais 28 verbunden, das über mechanische Glieder, die bei 29 angedeutet sind, einen Kontakt 30 betätigt. Die mechanischen Glieder 29 können ein Uhrwerk umfassen, das die Betätigung des Kontaktes nach einer vorgegebenen Zeit vornimmt. Die Betätigung kann von dem Erreichen eines bestimmten, niedrigeren Druckweites abhängig gemacht werden. Über den Kontakt 30 wird dann ein Relais 27 erregt, das die Abschaltung der Anlage veranlaßt.

Steigt der Druck dagegen auf höhere Werte als den Betriebsdruck, so wird der Kontakt 25 geschlossen. Dadurch gelangt das Relais 27 unverzögert an Spannung, das die Abschaltung der Anlage bewirkt. Die Abschaltung kann selektiv erfolgen. Hierfür kann es vorteilhaft sein, im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel getrennte Relais für die Abschaltung bei Unterdruck und Überdruck zu verwenden. Zum Beispiel kann bei Überdruck eine Kurzunterbrechungsschaltung ausgeführt werden.

Der Ansprechwert des Kontaktes 25 ist so gewählt, daß die höchsten, bei normalem Betrieb möglichen Drücke noch keine Betätigung des Kontaktes 25 zur Folge haben. Deshalb wird der Kontakt 25 nur dann betätigt, wenn durch einen Lichtbogen in der Kapselung ein unnormal großer Druck erreicht wird. Dieser Lichtbogen wird bei der Erfindung mir kleinem Aufwand abgeschaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Druckgasisolierte Hochspannungsschaltanlage mit einer Einrichtung zur Überwachung des Gasdruckes, die bei höheren Drücken als dem Betriebsdruck die Abschaltung der Anlage veranlaßt, d a durch gekennzeichnet, daß als Kriterium für die Abschaltung der Anlage die Ändenjngsgeschwindigkeit des Gasdruckes berücksichtigt wird.

2. Drugkgasisolierte Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 mit einer Schottung in mehrere Gasräume, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Gasraum (3, 4, 10) eine eigene Überwachungseinrichtung vorgesehen ist.

3. Druckgasisolierte Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 oder 2, mit mehreren mindestens zum Teil getrennten Phasen, dadurch gekennzeichnet, daß gleiche Teile (10, 10a, 10ό) der Phasen gemeinsam überwacht werden. «>

4. Druckgasisolierte Hochspannungsschaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Rohrleitungen (13 bis 16) der Überwachungseinrichtung (19) einen geschlossenen Kreis bilden, der eine Spülung der Anlage gestattet.