DE1934812A1

DE1934812A1 - Lange metallgekapselte gasisolierte Hochspannungsleitung

Info

Publication number: DE1934812A1
Application number: DE19691934812
Authority: DE
Inventors: August Funk
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1968-11-15
Filing date: 1969-07-09
Publication date: 1970-08-13
Also published as: AT294948B; GB1217810A; ES369726A1; CH476379A

Description

!-"atentanwälte

uipt.-ing. Leinweber

oipi.-ing.Zifiimermann 1 Q ^ / ö ι

München IJtmntal 7 I 3 J 4 ö I

Fabrik elektrischer Apparate
Sprecher & Schuh AG,, Aarau

9. Juli 1969

Lange metallgekapselte gasisolierte Hochspannungsleitung

Die Uebertragung elektrischer Energie unterhalb der Erdoberfläche erfolgt in den meisten Fällen durch Kabel Wirtschaftlichkeitsberechnungen haben ergeben, dass bei hohen Spannungen und hohen Strömen die Verwendung einer metal!gekapselten gasisolierten Hochspannungsleitung an Stelle von parallel geschalteten Kabeln eine vorteilhafte Lösung ergibt_o

Die Montage einer langen metallgekapselten gasisolierten Hochspannungsleitung im Gelänge bringt aber gewisse Schwierigkeiten, weil einerseits die Sauberhaltung oder Reinigung der Rohrleitungen und anderseits die dielektrische -Prüfung der montierten Abschnitte sehr grossen Aufwand erfordern,

Aufgabe der Erfindung ist es eine wirtschaftlich vorteilhafte metallgekapselte gasisolierte Hochspannungsleitung 2U schaffen, die für eine einfache Aufstellung im Gelände geeignet ist.

Die Erfindung betrifft eine lange metallgekapselte gasisolierte Hochspannungsleitung, bestehend aus einem äusseren

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geerdeten Mantelrohr und aus einem darin mittels scheibenförmiger Isolierabstötdüngen befestigten. inneren, Spannung führenden Leiter, gekennzeichnet dadurch, dass die Hochspannungsleitung in ihrer Längsrichtung aus vorfabrizierten und vorgeprüften,, an den Enden jeweils durch scheibenförmige Isolierafostützungen gasdicht abgeschlossen am Aufstellungsort mittels inneren und äusseren Kuppluhgsstücken gasdicht zusammengebauten, transportfähigen Einheiten besteht.,

Die Gasräume der transportfähigen Einheiten und der Kupplungsstücke sind im Betrieb an einer gemeinsamen Gasüberwachungsund Gasversorgungsanlage angeschlossen.

Für den Ausgleich der verschiedenen Wärmeausdehnungen des äusseren Mantelrohres und des inneren Leiters besteht das innere Kupplungsstück zwischen den spannungführenden Leitern ; zweier transportfähigen Einheiten aus einer mit einer Abschirmelektrode umgeoenen elastischen Stromverbindunq.

Das äussere Kupplungsstück ist zylinderförmig und über die geerdeten äusseren Mantelrohre der transportfähigen Ein- ' heiten verschiebbar- Gegen Längsverschiebung ist das äussere Kupplungsstück entweder durch eine Schweissnaht zwischen dem äusseren Kupplungsstück und dem äusseren Mantelrohr oder durch

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in die Ausnehmungen des äusseren KupplungsStückes eingesetzte und am äusseren Mantelrohr angeschraubte Segmente gesichert-

Die Erfindung wird an einem Beispiel näher erläutert ' Fig.1 zeigt im Schnitt einen Teil aus einer langen metallgekapselten gasisolierten Hochspannungsleitung. Fig.2 ist eine Schnittzeichnung über eine transportfähige Einheit.

Fig.3 zeigt ein weiteres Beispiel für den Einbau von scheibenförmigen Isolierabstützungen in den transportfähigen Einheiten. Fig.4 Schnittzeichnug über eine Kupplungsstelle der transportfähigen Einheiten.

Fig.5 stellt das innere und äussere Kupplungsstück in einer Zwischenstellung während der Montage dar Fig. 6 und Fig.7 zeigen Ausführungsvarianten für die Verbindungsstelle zweier transportfähiger Einheiten.

In Fig.1 ist ein Teil aus einer !engen met?llgekapselten gasisolierten Hochspannungsleitung im Schnitt dargestellt Sie be- steht im wesentlichen aus dem äusseren geerdeten Mantelrohr 1 ^Ä und aus der darin mittels scheibenförmiger Isolierabstützungen befestigten inneren Spannung führenden zylindrischen Leiter 3, In Längsrichtung ist die Hochspannungsleitung ?us transportfähigen Einheiten 4 mittels innerer und äusserer Kupplungsstücke 5 und 6 zusammengesetzt. Die transportfähigen Einheiten sowie die inneren und äusseren Kupplungsstücke 5 und 6 werden

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in Zusammenhang mit den weiteren Zeichnungen näher beschrieben. In Fig.2 ist eine transportfähige Einheit dargestellt. Die durch die Länge der Einheiten bedingte Ί-ransportfähigkeit ist durch das Transportmittel gegeben. Für Lastwagentransporte ist ΐ,.Ε-, eine Länge von etwa 12 m vorgesehen- Der Durchmesser der Einheiten bietet in der Regel keine Schwierigkeiten für den Iransport. ■

Im Ausführungsbeispiel.Fig»2 ist das äussere Mantelrohr 1 aus zwei Rohren I¹ und 1'' durch Zusammenschweissen in der Mitte hergestellt. Das eine Rohr I¹¹ ist aufgeweitet und wird vor dem Zusammenschweissen über das zweite Rohr I¹ geschoben.. Diese Konstruktion erlaubt eine, einfache Befestigung der scheibenförmigen Isolierabstützung 2 in der Mitte der transportfähigen-Einheit. In Fällen wo eine Isolierabstützung in der Mitte der transportfähigen Einheit nicht notwendig ist kann das äussere Mantelrohr aus einem Stück hergestellt sein.

An deri Enden des äusseren Mantelrohres 1 sind bearbeitete Encstücke 7 angeschweisst. welche Nuten 8 für die Aufnahme der Dichtungsringe aufweisen. Die Befestigung der scheibenformi'/cn rsolierabstütZungen 2 ?n den Enden des äusseren Eipntelrohres 1 erfolgt mittels der Ringe 9. welche auch die Schirmelekf-roäen 10 tragen. ;

Um durch die Kr-pselung der spannungführenden Leiter 3 grosso Wirbelstromverluste zu vermeiden sind drs äussere Mantelrohr

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sowie die Endstücke 7 aus einem elektrisch leitenden Material mit kleiner relativen Permeabilität, z.B. aus Aluminium hergestellt.

Der innere zylindrische Leiter 3 hat an beiden Enden angeschweiss-■ te, bearbeitete Endstücke 11 und 12, Sie schliessen das Innere des inneren zylindrischen Leiters 3 durch die eingeschweissten Platten 13 und 14 gasdicht ab. Die eingeschweisste Platte 14

trägt den.flexiblen Leiter 15 mit der Anschlussplatte 16 der nächsten transportfähigen Einheit.

Der innere zylindrische Leiter 3 wird vorteilhaft aus einem Material mit guter elektrischen Leitfähigkeit, Z-B. aus Aluminium hergestellt..

Die scheibenförmige Isolierabstützung 2 besteht aus einem geeigneten Isoliermaterial, z.B. aus Giessharz.. Die Dicke der scheibenförmigen Isolierabstützung 2 ist in der Nähe des |

inneren zylindrischen Leiters 3 grosser als in der Nähe des Mantelrohres 1, damit die Spannungsverteilung an der Oberfläche der IsdLierabstützung 2 möglichst gleichmässig ist. Für die Steuerung des elektrischen Feldes in der Nähe des inneren Leiters 3 und des Mantelrohres 1 sind in die scheibenförmige Isolierabstützμng 2 Steuerelektroden 17 bzw» 18 eingegossen oder eingeleimt» Die Steuerelektroden 17 bzw. Ii? sind mit. dem inneren Leiter 3 bzw. mit dem Mantelrohr 1 durch Federelemente elektrisch leitend verbunden. Die äussere Steuerelektrode 18 ■ .- "-

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kann auch durch Metallisieren der Nutwandung hergestellt werden. In der inneren Steuerelektrode 17, siehe auch in Fig.3," sind zwei Gleitringe 19 aus Kunststoff zur Verhütung von Materie1-abrieben bei Längsverschiebung des inneren Leiters 3 und ein Dichtungsring 20 untergebracht, wobei die mittlere Isolierabstutzung keinen Dichtungsring braucht.

Der innere Leiter 3 ist mittels eines, in seiner Längsrichtung gefederten Fixierbolzens 21, in einer der scheitunförmigen Isolierabstützungen 2 der transportfähigen Einheit festgehalten, Im Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist der innere Leiter 3 in der oberen scheibenförmigen Isolierabstutzung 2 festgehalten,, Der Fixierbolzen 21 ragt in die Nut 22 der Steuerelektrode 17 hinein.

Die transportfähige Einheit ist in sich gasdicht abgeschlossen Fig.2. Die scheibenförmigen Isolierabstützungen 2 an beiden Enden der Einheit schliessen mit Hilfe der Dichtungen 20 und 23 die Einheit gasdicht ab. Um eine sichere Gasverbindung zwischen den beiden durch die mittlere scheibenförmige Isolierabstutzung getrennten inneren Räumen der transportfähigen Einheit zu erreichen, sind im inneren zylindrischen Leiter 3 mehrere , Löcher 24 angebracht. Die fertiggestellte Einheit wird über das Ventil 25 evakuiert und anschliessend mit einem Isoliergas, z.B. mit SF,, gefüllt. Nach der Montage der ganzen gekapselten gasiolierten Hochspannungsleitung werden deren einzelne

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getrennte Gasräume über Rohrleitungen an einer gemeinsamen GaF-überyrachungs- und Gasversorgungsanlage angeschlossen. Tm Betrieb sind die Ventile 25 offen. -

Die transportfähige Einheit wird für den Transport mit Schulzkappen 26 versehen. Die Befestigung der Schutzkappen 26 erfolgt mit den Schrauben 2 7.

In Fig.2 ist eine Ausführungsvariante für die Befestigung der scheibenförmigen Isolierabstützung in der Mitte der transportfähigen Einheit dargestellt. An die Mantelrohre 1' und 1'' sind bearbeitete ringförmige Endstücke 23 bzw. 29 angeschweisst. Noch dem Einklemmen der scheibenförmigen Isolierabstützung 2 zwischen den bearbeiteten Endstücken 28 und 29 wird die Schweissnäht 30 angebracht.

Fig.4 zeigt die Kupplungsstelle von zwei transportfähigen Einheiten. Die.bearbeiteten Endstücke 11 und 12 der inneren zylindrischen Leiter 3 sind über den flexiblen Leiter 15 miteinander elastisch verbunden. Die Schwcissnaht 31 wird im Werk und die Schwelssnnht am Aufstellungsort hergestellt. Die Abschirmelektrode 33 besteht aus einom elektrisch leitenden. Material und wird mittels einen gefederten Fixierbolzens 34 in seiner Lage festgehalten. Di^ beiden Gleitringe 35 aus Kunststoff verhüten den Abrieb bei Längsverschiebung des inneren Leiters 3.

Das äusseYe über di._ Mantelrohre 1 verschiebbare Kupplungsstück

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besteht aus dem mittleren Rohrstück 36 und aus den beiden angeschweissten Endstücken 37,-Die Endstücke 37 werden nach Beendigung der Montagearbeiten mit den Endstücken 7 der Mantelrohre 1 verschweisst.

Der Gasraum der Kupplungsstelle ist gegen aussen nebst den Schweissnahten 38 euch noch durch die in die Nuten 8 eingelegten Dichtungen abgeschlossen. Der Gasraum der Kupplungsstelle wird über das Ventil' 39 zuerst evakuiert und anschliessend auch mit einem Isoliergas gefüllt. Im Betrieb ist dieser Gasraum auch an den gemeinsamen Gasüberwaehungs- und Gasversorgungsanlage angeschlossen.

Fig.5 zeigt die Kupplungsstelle von Fig.4 mit zurückgeschobenem äusserem Kupplungsstück 6 und innerer Äbschirmelektrode 33. In * dieser Stellung kann die für die Stromverbindung notwendige Schweissnaht 32 hergestellt werden. In Fig.5 ist weiterhin die Verwendung von inneren zylindrischen Leitern 3 mit engen Toleranzen gezeigt. Bei engen Toleranzen des inneren zylindrischen Leiters 3 müssen keine bearbeiteten Stücke 11 bzw. 12 (Fig.4) angeschweisst werden. · . '

Fig.6 zeigt eine Verbindungsstelle zweier transportfähigen Einheiten durch Verschweissen von gezogenen Rohrteilen. Die Mantelrohre 1 sind an den Enden aufgeweitet. Die scheibenfrmigen Isolierabstützungen 2 sind im ausgeweiteten Teil der Mantelrohre

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durch die eingeschweissten Ealtsringe 40 befestigt. Zwischen den Halteringen 40 und den scheibenförmigen isolierabstützungen sind Ringdichtungen 41 angebracht. Das äussere Kupplungsstück besteht aus einem gezogenen Rohr 42. Nach der Montage wird das Rohr 42 durch die beiden Schweissnähte 43 mit de:\ Mantelrohren verschweigst.

In Fig.7 ist eine weitere Ausführungsvariante der Verbindungsstelle zweier transportfähiger Einheiten dargestellt. An 3en Mantelrohren 1 sind die Endstücke 44 angeschweisst. Die Befestigungsringe 45 der scheibenförmigen Isolierabstützungen 2 sind abgerundet und dienen auch zur Steuerung des elektrischen Feldes. Das äussere Kupplungsstück 6.besteht aus einem mittleren Rohrstück und aus den beiden angeschweissten Endstücken 46. Die ' Kupplungsstelle wird durch die in die Nuten 8 eingelegten Dichtungen gasdicht abgeschlossen. Das äussere Kupplungsstück 6 ist gegen Längsverschiebung mittels der in die Ausnehmungen in den Endstücken 46 eingesetzten Segmente 47 gesichert. _v

Die transportfähigen Einheiten werden nach der Fertigstellung im Werk geprüft. Am Aufstellungsort müssen nur die gut zugänglichen und relativ kleinen Kupplungsstellen gereinigt evakuiert und mit einem Isoliergas gefüllt werden.

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Claims

t e Q t a ο β ρ r U ο b e s

tags Betallgekapeelte gasisolierte HoobspaaaBBgaieittiog, beitebeod ens sic** äiasserea geerdetes Maatelrobr uad aus eines daria Bitteis sebeibeafuraiger Isolisrabstütsuagea befestigtes iaaerea Spaaauag £ubreod®o Leiter, dadureb gekeaaseiobnet, dass die Hoobspasusagsleitiiag la ibrer Lüagsriobtaag aus T&rfabrisiertea aad vorgepriSftea, aa dea £adea jeiells durch eebeibeßfdrsiige Isolierabstlitsiiiiges C2) gasdlGbl abgesoblossea« as Aufstellungsort Bitteis lasereB imd äesserea iuppl kes (5» 6) gasdiebt susaBseagebstttea, traasportfiblgea tea (4) bestebt.

2. Lasgt aaiallgtkaps·!!® gaslaolltrte

Itltyog oa@b Aneprucsb 1, äadurob gekessstieba·!, dasa äit Gas* der tr »exportfähige α Eisbtlttii C4) uod der £»pplungs-C3t 6) aß «iner gtaoinaaaeo SaalSbareacbaags- aod Gas* ▼€?s@?guogsa&lag· aogsscbloeaen

3. Lasige setallgakapatlte

naeb iaspruob 1 yod 2, dad»?ob gtkeooseiebiiet, das» äaa iontrt Kuppluögsfttüök (5) roieeheo deo Spanoung fübrtüdea JÄitera svti- *r trsaeportfähigen Kiabeitta aus eise? alt tio«r Äbaobireelaktrodt (TO) yogebtsaQ, alastiaobes Stroisvtirbiadiiop baatabt·

4« Lange aitallgtkapsallt gaalsoliertt HoebapiiiiiitiQialaituBg oaofe siete der Aaiprüöb* 1 bis 3, dadiirob gekfaeseieboet, dass das äusaere Knppluiigastüek C6) bei der Mootage oder Korntrolle Über daa itoBttlrobr (1) der traoaportläbiges Kiabeites (4)Teraebiebbar ist. _y

5. i*aage setallgekapielte gasisolierte oaeb eloea der insprüobe 1 bis 4_V d&durob gekenoseiobset, dass das äyssere XuppluogaStikik (6) aa beideo Sodeo eit des Maotelrobr (1) der traDeportiibigen Siofeeites C4) kraftsoblUsslg Ysrbundeo ist.

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7· Laoft Mtallftkapasltt gaaiaolitri« HoehapaaoaDgalti· twag oaeh AneprBcb 5₀ dadiirob gtktsastiefautt, äaaa dit kraftaohlttasigt VerbiBduag aea ia Aaeathsyngtc dts äiisetrto Enpp» ltjBgaetttokaa aiogtattites usd an dta trasaportfOhittD Sinbtit§D (4) angtsohreöbten SagMütto btattht.

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