DE19725311A1

DE19725311A1 - Gas-insulated energy transmission system with axially fixed disc-shaped support insulators

Info

Publication number: DE19725311A1
Application number: DE19725311A
Authority: DE
Inventors: Thomas Kelch; Mario Kieper; Christoph Braeunlich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1997-06-11
Publication date: 1998-06-04
Also published as: DE59709959D1

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Energieverteilung und ist bei der Montage von scheibenförmigen Stützisolatoren in gasisolierten Rohrleiteranlagen anzuwenden.The invention is in the field of energy distribution and is in the installation of disc-shaped support insulators in use gas-insulated pipe systems.

Derartige Anlagen werden abschnittsweise vorgefertigt, die vorgefertigten Ab schnitte zur Trasse transportiert und dann an oder in der Trasse durch Schweißen, mittels Steckverbindungen und mittels Flanschverbindungen miteinander verbunden (Siemens Prospekt: "Hochleistungsübertragung mit SF₆-Rohrleitern", Bestell-Nr. E 121/1448, 1975). - Die einzelnen vorgefertigten Abschnitte bestehen aus einem oder mehreren rohrförmigen Innenleitern und einem ebenfalls rohrförmigen Außenleiter. Der bzw. die Innenleiter werden mit Hilfe von isolierenden Abstandhaltern im Außenleiter gehalten, wozu u. a. scheibenförmige Stütziso latoren verwendet werden. Derartige Stützisolatoren können zusätzlich der Abschottung von Anlagenabschnitten dienen oder - durch eine entsprechende Formgebung - eine axiale Gasströ mung ermöglichen. - Scheibenförmige Stützisolatoren, die nahe an einem Ende eines Außenleiterabschnittes angeordnet sind, werden häufig durch Verwendung von zwei Ringelektroden am Au ßenleiter fixiert.Such systems are prefabricated in sections, the prefabricated sections are transported to the route and then connected on or in the route by welding, by means of plug connections and by means of flange connections (Siemens brochure: "High-performance transmission with SF ₆ -pipe conductors", Order No.E 121 / 1448, 1975). - The individual prefabricated sections consist of one or more tubular inner conductors and a tubular outer conductor. The inner conductor (s) are held in the outer conductor with the aid of insulating spacers, for which purpose disc-shaped support insulators are used. Support insulators of this type can also be used to seal off system sections or - by means of a corresponding shape - enable axial gas flow. - Disc-shaped support insulators, which are arranged close to one end of an outer conductor section, are often fixed to the outer conductor by using two ring electrodes.

Bei einer bekannten Energieübertragungsanlage dieser Art wer den die scheibenförmigen Stützisolatoren im Außenleiter durch je zwei Ringelektroden fixiert, deren Innendurchmesser klei ner als der Innendurchmesser des Außenleiters ist und von de nen die erste axial gegen das Ende eines Außenleiterabschnit tes gesetzt und mit diesem Ende verschweißt ist und von denen die zweite unter Zwischenschaltung des Befestigungsflansches des Stützisolators mit der ersten Elektrode verschraubt ist. Die hierfür verwendeten Schrauben greifen in Sacklochgewinde in der ersten Ringelektrode ein. Auf dem Innenleiter sitzt der Stützisolator mittels einer Stützelektrode auf (DE 23 47 003 A1/DE-Z "Elektrizitätswirtschaft, 1974, Seite 124 bis 128, Bild 1; US 3,931,451 A). Durch die Art der Befestigung des Stützisolators am Außenleiter werden sowohl bei der Mon tage des Stützisolators als auch beim Betrieb der Anlage er hebliche mechanische Spannungen in dem scheibenförmigen Stützisolator erzeugt.In a known energy transmission system of this type who through the disc-shaped support insulators in the outer conductor fixed two ring electrodes, the inner diameter of which is small ner than the inner diameter of the outer conductor and from de NEN the first axially against the end of an outer conductor section tes set and welded to this end and of which the second with the interposition of the mounting flange the post insulator is screwed to the first electrode. The screws used for this engage in blind hole threads in the first ring electrode. Sitting on the inner conductor the support insulator by means of a support electrode (DE 23 47 003 A1 / DE-Z "Elektrizitätswirtschaft, 1974, pages 124 to 128, picture 1; US 3,931,451 A). By the type of attachment of the support insulator on the outer conductor are used for both Mon days of the post insulator as well as when operating the system considerable mechanical stresses in the disc-shaped Post insulator generated.

Zur axialen Fixierung eines Lichtbogensperrisolators in einem Hochspannungsrohrleiter ist es weiterhin bekannt, daß sich der Isolator über mehrere Stege an dem Kapselungsrohr ab stützt, wobei jeder Steg für sich an der Innenwand des Kapse lungsrohres in einem gesonderten Feldsteuerungselement gela gert ist; das jeweilige Feldsteuerungselement weist eine den Fuß des jeweiligen Steges umgebende Wulst auf und kann zwei teilig ausgebildet sein. Zweckmäßig ist dabei das erste Teil mit dem Kapselungsrohr fest und das zweite Teil mit dem er sten Teil lösbar verbindbar (DE 295 12 172 U1).For axial fixation of an arc barrier isolator in one High-voltage pipeline, it is also known that the isolator from the encapsulation tube via several webs supports, with each bar on the inner wall of the capsule lungsrohres in a separate field control element device; the respective field control element has a Bead surrounding the foot of the respective web and can be two be formed in part. The first part is useful with the encapsulation tube and the second part with which he Most part releasably connectable (DE 295 12 172 U1).

Ausgehend von einer Energieübertragungsanlage mit den Merkma len des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 liegt der Erfin dung die Aufgabe zugrunde, für die eine axiale Gasströmung ermöglichenden Stützisolatoren die axiale Fixierung so auszu gestalten, daß die Stützisolatoren leicht montierbar sind und nach der Fixierung unter möglichst geringen mechanischen Spannungen stehen.Starting from an energy transmission system with the Merkma len of the preamble of claim 1 is the inven tion based on the task for which an axial gas flow enabling supporting insulators to remove the axial fixation design that the support insulators are easy to assemble and after fixation under the lowest possible mechanical There are tensions.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der scheibenförmige Bereich einzelner Isolatoren einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als der Innendurchmes ser der Elektroden ist, wobei der scheibenförmige Bereich am äußeren Umfang mit mehreren sich radial erstreckenden Stütz füßen versehen ist, und daß die zweite Elektrode solcher scheibenförmiger Isolatoren jeweils aus mehreren der Anzahl der Stützfüße entsprechenden Ringsegmenten besteht, die mit der ersten ringförmigen Elektrode verspannbar sind und je weils eine Ausnehmung zum formschlüssigen Umfassen eines Stützfußes des Scheibenisolators aufweisen.To achieve this object, the invention provides that the disc-shaped area of individual insulators one Has outer diameter that is smaller than the inner diameter water of the electrodes, the disk-shaped area on outer circumference with several radially extending support feet is provided, and that the second electrode of such disk-shaped insulators each of several of the number the support feet corresponding ring segments, which with the first annular electrode can be clamped and each because a recess for form-fitting embracing a Have the base of the pane insulator.

Bei einer derartigen Ausgestaltung der Energieübertragungsan lage im Bereich eines gasdurchlässigen, scheibenförmigen Stützisolators kann die ringförmige erste Elektrode schon im Zusammenhang mit der Herstellung des Außenleiters in diesen eingesetzt und dabei mit einfachen Mitteln genau positioniert und somit werksseitig sauber vormontiert werden. Der eben oder konisch geformte Scheibenisolator wird am Montageort für sich oder zusammen mit einem Innenleiterabschnitt in den Au ßenleiter eingesetzt, und gegebenenfalls zunächst proviso risch an der ersten Elektrode fixiert, beispielsweise mit Hilfe von Zentrierstiften, die an der ringförmigen ersten Elektrode angeordnet sind und in Ausnehmungen der Stützfüße eingreifen. Anschließend werden die einzelnen Ringsegmente der zweiten Elektrode an der ersten Elektrode befestigt; sie fixieren dabei den Scheibenisolator, indem sie dessen an der ersten Elektrode anliegende Stützfüße mit ihrer Ausnehmung formschlüssig, gegebenenfalls mit einem gewissen Spiel, um greifen. Auf diese Weise ist eine spannungsfreie Montage des Scheibenisolators gewährleistet.With such a configuration of the energy transmission an located in the area of a gas-permeable, disc-shaped Post insulator can the annular first electrode already in Connection with the production of the outer conductor in these used and precisely positioned with simple means and thus be pre-assembled in the factory. The one or conical shaped isolator is used at the installation site for itself or together with an inner conductor section in the Au outer conductor used, and if necessary initially proviso risch fixed to the first electrode, for example with Help centering pins on the annular first Electrode are arranged and in recesses of the support feet intervention. Then the individual ring segments the second electrode is attached to the first electrode; she fix the window insulator by attaching it to the first electrode support feet with their recess form-fitting, possibly with a certain amount of play to grab. In this way, a stress-free installation of the Disc insulator guaranteed.

Die ringförmige erste Elektrode kann einen konstanten Quer schnitt aufweisen. Dies ermöglicht es, diese Elektrode aus einer Aluminium-Knetlegierung zu fertigen. Da auch der rohr förmige Außenleiter üblicherweise aus einer solchen Legierung besteht, können beide Teile problemlos miteinander ver schweißt werden, beispielsweise mit Hilfe von Kehlnähten im Bereichen zwischen den Stützfüßen des Scheibenisolators oder durch eine Lochschweißung von außen. - Die ringförmige erste Elektrode kann aber auch im Bereich zwischen den Stützfüßen des Scheibenisolators einen kleineren Querschnitt als im Be reich der Stützfüße aufweisen. Dadurch ist partiell ein grö ßerer Abstand der ersten Elektrode vom Hochspannung führenden Innenleiter gegeben.The annular first electrode can have a constant cross have cut. This enables this electrode to be made an aluminum wrought alloy. Since the pipe shaped outer conductor usually made of such an alloy exists, both parts can easily ver are welded, for example with the help of fillet welds in the Areas between the support feet of the pane insulator or through a hole weld from the outside. - The ring-shaped first However, the electrode can also be in the area between the support feet of the pane insulator has a smaller cross section than in the Be range of support feet. This is partly a big Distance between the first electrode and the high voltage conductor Given inner conductor.

Die Verwendung von schalenartigen Ringsegmenten als zweite Elektrode ermöglicht die Herstellung dieser Ringsegmente als kostengünstige Gußteile, die keiner weiteren Bearbeitung be dürfen.The use of shell-like ring segments as the second Electrode enables the production of these ring segments as inexpensive castings that are no further processing allowed to.

Die ringförmige erste Elektrode kann innerhalb des rohrförmi gen Außenleiters mit Abstand zum Ende eines Außenleiterab schnittes angeordnet sein, wie es an sich bekannt ist. Zweck mäßiger ist es aber, sie am Ende eines Rohrabschnittes anzu ordnen und sie als Teil eines Verbindungsflansches auszubil den. Verbindungsflansch und Elektrode können dabei einander so zugeordnet sein, daß am Übergang von der Elektrode auf den Flansch ein Zentrierbund für Vormontagezwecke gebildet wird.The annular first electrode can be inside the tubular outer conductor at a distance from the end of an outer conductor be arranged cut, as is known per se. Purpose It is more moderate to put them on at the end of a pipe section arrange and train them as part of a connecting flange the. Connection flange and electrode can be one another be assigned so that at the transition from the electrode to the Flange a centering collar is formed for pre-assembly purposes.

Ausführungsbeispiele für die gemäß der Erfindung vorgesehene Fixierung des Scheibenisolators am Außenleiter sind in den Fig. 1 bis 14 dargestellt.Exemplary embodiments for the fixing of the pane insulator to the outer conductor provided according to the invention are shown in FIGS. 1 to 14.

Dabei zeigen dieThe show

Fig. 1 und 2 den Scheibenisolator in Ansicht und Quer schnitt, die Fig. 1 and 2 cut the insulator disk in view, and cross, the

Fig. 3 bis 8 die Anordnung und Fixierung des Scheibeni solators innerhalb des Außenleiters und die FIGS. 3 to 8, the arrangement and fixation of the Scheibeni solators within the outer conductor and

Fig. 9 und 10 ein Ringsegment der zweiten Elektrode. Die FIGS. 9 and 10 is a ring segment of the second electrode. The

Fig. 11 und 12 zeigen eine zweite Ausführungsform für die erste ringförmige Elektrode. Weiterhin zei gen die FIGS. 11 and 12 show a second embodiment of the first annular electrode. Furthermore show the

Fig. 13 und 14 zwei Ausführungsformen für die Integration der ersten ringförmigen Elektrode in einen Verbindungsflansch. FIGS. 13 and 14 show two embodiments for the integration of the first annular electrode in a connecting flange.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist der als Abstandhalter für einen Innenleiter verwendete Scheibenisolator 1 konisch ausgebildet und weist eine Mittelbohrung 11 mit einem Ringflansch 12 zur Aufnahme eines rohrförmigen Innenleiters auf und ist an sei nem Umfang mit drei gleichmäßig verteilt angeordneten Stütz füßen 13 versehen. Der scheibenförmige Bereich des Isolators hat einen Außendurchmesser D, über den hinaus die Stützfüße 13 radial nach außen ragen. Die Stützfüße 13 sind mit einer axialen Ausnehmung 14 versehen, die für Zentrierzwecke vorge sehen ist.Referring to FIGS. 1 and 2 of the disk insulator 1 used as a spacer for an inner conductor is formed conical and has a central bore 11 with an annular flange 12 for receiving a tubular inner conductor and is evenly distributed to be nem periphery with three spaced support feet 13 provided. The disk-shaped area of the insulator has an outer diameter D, beyond which the support feet 13 project radially outward. The support feet 13 are provided with an axial recess 14 which is provided for centering purposes.

Gemäß den Fig. 4 und 7 ist der Scheibenisolator 1 unter Verwendung einer ersten ringförmigen Elektrode 3 und einer zweiten, aus Ringsegmenten 4 aufgebauten Elektrode in einem rohrförmigen Außenleiter 2 axial fixiert. Die ringförmige er ste Elektrode 3 ist durch eine Schweißverbindung mit dem Au ßenleiter 2 fest verbunden, während die Segmente 4 der zwei ten Elektrode mit der ringförmigen ersten Elektrode 3 axial verschraubt sind, wie insbesondere aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist. Die Fig. 3 und 8 zeigen dabei jeweils ei ne Ansicht einmal von links und einmal von rechts auf den in stallierten Scheibenisolator. Dabei ist erkennbar, daß der Außendurchmesser D des Scheibenisolators geringfügig kleiner als der Innendurchmesser d_i der ringförmigen ersten Elektrode 3 ist, wodurch schlitzartige Durchlässe 15 zwischen dem Scheibenisolator 1 und der ersten ringförmigen Elektrode 3 gebildet sind.Referring to FIGS. 4 and 7 of the disk insulator 1 using a first ring-shaped electrode 3 and a second, made up of ring segments 4 electrode in a tubular outer conductor 2 is fixed axially. The annular he ste electrode 3 is firmly connected by a welded connection to the outer conductor 2 , while the segments 4 of the second electrode are screwed axially to the annular first electrode 3 , as can be seen in particular from FIGS. 5 and 6. Figs. 3 and 8 each show ei ne view once from the left and one from the right to the in stallierten disc insulator. It can be seen that the outer diameter D of the disk insulator is slightly smaller than the inner diameter d _{i of} the annular first electrode 3 , as a result of which slot-like passages 15 are formed between the disk insulator 1 and the first annular electrode 3 .

Fig. 5 zeigt ausschnittsweise einen Schnitt längs der Linie AA in Fig. 8 im Bereich des unteren Stützfußes. Dabei ist ein Zentrierstift 31 dargestellt,der in die ringförmige Elektrode 3 eingelassen ist und der in die Ausnehmung 14 des Stützfußes 13 gemäß Fig. 1 eingreift. FIG. 5 shows a section along the line AA in FIG. 8 in the region of the lower support leg. A centering pin 31 is shown, which is embedded in the annular electrode 3 and which engages in the recess 14 of the support foot 13 according to FIG. 1.

Gemäß Fig. 6, die ausschnittsweise einen Schnitt längs der Linie BB in Fig. 8 zeigt, ist ein Segment 4 der zweiten Elektrode mittels der Schrauben 41 mit der Ringelektrode 3 verspannt. Der Kopf der Schraube befindet sich dabei in einer Ausnehmung 42, wodurch eine abgeschirmte Anordnung der Schraube gewährleistet ist.According to FIG. 6, which shows a section along the line BB in FIG. 8, a segment 4 of the second electrode is clamped to the ring electrode 3 by means of the screws 41 . The head of the screw is located in a recess 42 , which ensures a shielded arrangement of the screw.

Gemäß den Fig. 9 und 10 ist jedes Segment 4 der zweiten Elektrode mit einer taschenartigen Ausnehmung 43 versehen, die bei der Verbindung des Segmentes mit der Ringelektrode 3 den jeweiligen Stützfuß formschlüssig umfaßt. - Fig. 9 zeigt dabei das Ringsegment mit Blick auf die am Außenleiter 2 an liegende Fläche.Referring to FIGS. 9 and 10, each segment 4 is provided the second electrode having a pocket-like recess 43 associated with the ring electrode 3 comprises form-fitting manner to the respective support leg in the connection of the segment. - Fig. 9 shows the ring segment with a view to on the external conductor 2 at opposite surface.

Gemäß den Fig. 11 und 12 kann die erste Ringelektrode 32 außerhalb der für die Fixierung der Stützfüße vorgesehenen Bereiche 33 einen kleineren Querschnitt Q₂ aufweisen als in den Bereichen 33.Referring to FIGS. 11 and 12, the first ring electrode 32 may be located outside of the intended for fixing the support feet portions 33 having a smaller cross section Q ₂ than in the regions 33.

Gemäß Fig. 13 ist im Bereich einer Flanschverbindung zwi schen zwei Rohrabschnitten 21, 22 eines Außenleiters der eine Verbindungsflansch 35 zugleich als ringförmige Elektrode 34 ausgebildet, an der der Scheibenisolator 1 mit seinen Stütz füßen 13 anliegt. Ringsegmente 4 der zweiten Elektrode sind in gleicher Weise wie gemäß den Fig. 4 bis 10 ausgebildet und angeordnet.Referring to FIG. 13 of a flange is in the range Zvi rule two tube portions 21, an outer conductor of a connecting flange 35 formed at the same time as an annular electrode 34 22 to which the disk insulator 1 foot with its support 13 rests. Ring segments 4 of the second electrode are designed and arranged in the same way as in FIGS. 4 to 10.

Gemäß Fig. 14 ist der Verbindungsflansch 36 am Übergang von der ringförmigen Elektrode 34 auf das eigentliche Flanschteil noch mit einem Zentrierbund 37 versehen, der zur radialen Fi xierung des Isolators 1 für Vormontagezwecke dienen kann.Referring to FIG. 14 of the connecting flange 36 is provided at the transition from the annular electrode 34 to the actual flange even with a centering collar 37, which may for radial fi xation of the insulator 1 for Vormontagezwecke serve.

Claims

1. Gas-insulated energy transmission system in which the tubular inner conductor is supported by insulating spacers in the tubular outer conductor and in which disc-shaped insulators are used as spacers to form fixed points for the inner conductor, which are on the one hand on the inner conductor and on the other hand with means of one first annular electrode and a second electrode are axially fixed to the outer conductor, the first electrode being welded to the outer conductor and the second electrode being detachably connected to the first electrode, and the inner diameter of both the first and second electrodes being smaller than the inner diameter of the Outer conductor is characterized ,
that the disk-shaped area of individual insulators ( 1 ) has an outer diameter (D) which is smaller than the inner diameter (d _i ) of the electrodes ( 3 , 4 ), the disk-shaped area on the outer circumference having a plurality of radially extending support feet ( 13 ) is provided,
and that the second electrode of such disc-shaped isolators ( 1 ) each consists of a plurality of the number of support feet ( 13 ) corresponding ring segments ( 4 ) which can be clamped to the first annular electrode ( 3 ) and each have a recess ( 43 ) for positive engagement a support foot ( 13 ) of the disc-shaped insulator ( 1 ).

2. Energy transmission system according to claim 1, characterized in that the support feet ( 13 ) are provided with recesses ( 14 ), engage in the centering pins ( 31 ) which are arranged on the first electrode ( 3 ).

3. Energy transmission system according to claim 1 or 2, characterized in that the annular first electrode ( 32 ) in the regions between the support feet ( 13 ) has a smaller cross-section (Q ₂ ) than in the region ( 33 ) of the support feet.

4. Energy transmission system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the annular first electrode ( 3 ) within the tubular outer conductor ( 2 ) is arranged at a distance from the end of an outer conductor section.

5. Energy transmission system according to claim 1 or 2, characterized in that the annular first electrode ( 34 ) forms part of a connecting flange ( 35 ) which at the end of a Rohrab section ( 21 ) of the outer conductor is welded or cast thereon.