DE1909642A1 - Druckgasisolierte metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage - Google Patents

Description

• Druckgasisolierte metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage Die Erfindung bezieht sich auf eine druckgasisolierte, in einer geerdeten Metallkapselung eingebaute Hochspannungsschaltanlage, die aus gegeneinander gasdicht abgeschotteten Einzelabteilen besteht, in denen die Betriebsmittel, wie Sammelschienen, Leistungsschalter, Trenner, Wandler, Kabelendverschlüsse u.dergl., untergebracht sind, wobei die Schottwände als Isolatoren ausgebildet sind. Bei derartigen Anlagen mit gasdicht geschotteten Einzelabteilen, die ein relativ kleines Gasvolumen aufweisen, steigt der Innendruck verhältnismässig rasch an, wenn im betraffenden Einzelabteil durch irgendeine Störung ein ungewollter Lichtbogen auftritt, z.B. zwischen spannungsführenden Teilen und geerdeter Metallkapselung oder als Stehlichtbogen über den Schaltkontakten von Schaltern bei deren Ueberlastung. Äls Folge davon kann es zu einer Explosion der Sletall}capselung mit den bekannten Auswirkungen auf Menschen und benachbarte Einrichtungen kommen. Gegen die im Störungsfall auftretende Druckerhöhung in der Kapselung ist es bekannt, als Bruchglieder Sicherheitsan der Metallkapselung membranen/vorzusehen. Solche Elemente sind Jedoch technisch unbefriedigend und vorallem, wenn eine Vielzahl von Einzelabteilen geschützt werden muss, ergeben sie eine unwirtschaftliche Lösung. Eine andere bekannte Methode besteht in der Verwendung eines besonderen Erdungsschalters mit einer Steuerung durch eine Schutzeinrichtung zum Kurzschliessen des Lichtbogens.
• Eine solche Anordnung erfasst aber nicht alle möglichen Störungsfälle und ist zudem kompliziert und teuer. Auch das Abschalten des Lichtbogens durch schnelle Schalter in Verbindung mit einem raschen Schutz ehe ein gefährlicher Druckanstieg auftreten kann, ist insofern problematisch, als bei einem Versagen von Schalter oder Schutz Explosionsgefahr für die Kapselung besteht.
• Um die erstrebte Explosionssicherheit der Metallkapselung zu erreichen; gibt die Erfindung eine einfache und billige Lösung an, welche zudem ohne komplizierte zusätzliche Einrichtungen auskommt. Erfindungsgemäss wird dies erreicht durch eine derartige Bemessung der Festigkeit mindestens einiger Schottungsisolatoren, dass ihr Berstdruck wesentlich kleiner als derjenige der sie umgebenden Metallkapselung ist.
• Anhand der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung wiedergibt, wird diese näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine einpolige schematisch dargestellte Anlage mit Sammelschiene und Abzweigen, wShrend die Fig. 2 eine Druckskala der für die Erläuterung massgebenden Druckstufen wiedergibt.
• In Fig. 1 ist die Sammelschiene als Ganzes mit 1 bezeichnet.
• Die metallische Kapselung 10 ist mit isolierendem Druckgas, z.B. SF6, gefüllt. Durch Schottungsisolatoren 8 ist eine gasdichte Unterteilung in einzelne Abteile la, lb, lc ... vorgenommen, die den als Ganzes mit 2 bezeichneten Abzweigen zugeordnet sind. Im gewählten Beispiel enthält der Abzweig 2 eine Anzahl Einzelabteile und zwar Abteil 5 für den Leistungsschalter, zwei Trennerabteile 4, das Stromwandlerabteil 6, ein Kabelendverschlussabteil 7 sowie mehrere keile 3, die als Verbindungsstücke dienen. Die gasdichte Abschottung erfolgt hier ebenfalls durch Schottungsisolatoren 8. Die Festigkeit der Schottungsisolatoren 8 ist, wie in Fig. 2 skizziert, so bemessen, dass ihr durch die Linien 14 und 15 begrenzte erstdruckbereich wesentlich unter der durch die Linie 16 ar.edeuteten unteren Eerstdruckgrenze der Metallkapselung lO liegt, z.B. etwa bei einem Drittel davon. Andererseits ist die untere Berstdruckgrenze 14 der Schottungsisolatoren 8 so gewählt, dass sie in ausreichendem. Abstand, z.B. um den Faktor 4 , über der Linie 13 liet, die ihrerseits etwa dem betriebsmässigen Innendruck der Metallkapselung 10 entspricht. Tritt nun in einem Abteil ein Störlichtbogen auf und erfolgt dadurch in diesem Abteil ein rasches starkes Ansteigen des Druckes, so bricht zunächst einer oder beide der das Abteil begrenzenden Schottungiisolatoren 8. Infolge der damit verbundenen Volulrtenvergrösse rung tritt eine Druckentlastung ein und die Druckspitze wird abgebaut. Brennt der Lichtbogen weiter, so kommt es wieder zu einem diesmal zwar langsameren Ansteigen des Druckes, weil das Volumen inzwischen grösser geworden ist. In schweren Fällen kann sich der Vorgang an den nächsten Schottungsisolatoren wiederholen. Zur Eingrenzung des Schadenbereiches kann man an gewissen Stellen, so wie in Fig. 1 die Schottungsisolatoren 9 an der Uebergangsstelle des Abganges 2 zur Sammelschiene 1, diese für einen dem Berstdruck der Metallkapselung 10 etwa gleiehcn Berstdruck auslegen. Des weiteren kann den so gebildeten Gruppen von Einzelabteilen an geeigneten Stellen Jeweils eine Druckentlastungseinrichtung, deren Ansprechdruck annähernd dem Berstdruck der Schottungsisolatoren entspricht, zugeordnet werden. Im gewählten Beispiel befinden sich am Sammelschienenende bzw. am Kabelendverschlussabteil 7 Druckentlastungsventile 11 bzw. 12 grossen Querschnitts. Je nach Aufbau der Anlage wird man solche Stellen dafür wählen, die praktisch keinen anderen meehanischen Belastungen unterliegen. Durch geeignete Ausführung und Kennzeichnung dieser wenigen Stellen lässt sich eine Gefährdung des Personals vermeiden.
• Der Vorteil der neuen Anordnung liegt in ihrer Einfachheit und dass selbst im Katastrophenfall an keiner unvorhersehbaren und unerwünschten Stelle der Metallkapselung Auswirkungen nach aussen auftreten.

Claims (4)

P a t e n t a n s p r ü c h e:

1. Druckgasisolierte, in einer geerdeten Metallkapselung eingeabute Hochspannungsschaltanlage, bestehend aus gegeneinander gasdicht abgeschotteten Einzelabteilen, in denen die Betriebemittel, wie Sammelschienen, Leistungsschalter, Trenner, Wandl@ Kabelendverschlüsse u. dergl., untergebracht sind, wobei di Schottwände als Isolatoren ausgebildet sind, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der Festigkeit mindestens einige Schottungsisolatoren, dass ihr Berstdruck wesentlich kleiner als derjenige der sie umgebenden Metallkapselung ist.

2. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schottungsisolatoren an Stellen zwischen gewissen Gruppen von Finzelabteilen, wie z.B. an der Uebergangsstelle eines Abganges zur Sammelschiene angenähert den gleichen Berstdruck aufweisen wie die Metallkapselung.

3. Hochspannungsschaltanlage nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass den Gruppen von Einzelabteilen Jeweils eine Druckentlastungseinrichtung zugeordnet ist, deren Ansprechdruck annähernd dem Berstdruck der Schottungsisolatoren der Einzelabteile der Gruppe entspricht.

4. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dio Druckentlastungseinrichtung als Druckentlastungsventil grossen Querschnitts ausgebildet ist, das sich jeweils an einem mechanisch unbelasteten Ende einer Gruppe von Einzeiabteilen, z.B. am Kabelendverschluss, Sammelschienenende, befindet.

L e e r s e i t e