DE19815151C1 - Mit einem Ausgleichselement versehener Kapselungsabschnitt einer gasisolierten Hochspannungsanlage und Hochspannungsschaltanlage mit einem solchen Kapselungsabschnitt - Google Patents

Abstract

Um bei Kapselungsabschnitten (1), die zwischen zwei Kapselungsbausteinen (2, 3) ein Ausgleichselement (4) aufweisen, dem Ausgleichselement eine möglichst kurze Baulänge geben zu können, sind die dem Ausgleichselement zugeordneten Zuganker (6) an den beiden benachbarten Anschlußflanschen (22, 31) der beiden Kapselungsbausteine fixiert. Das unter Einschluß der Befestigungsflansche (41, 42) in seinen Abmessungen auf die Ausgleichsfunktion reduzierte Ausgleichselement (4) kann daher die gleiche axiale Länge (a) wie der Befestigungsflansch (51) eines dem Kapselungsbaustein üblicherweise zugeordneten Isolators (5) aufweisen. Bei Hochspannungsschaltanlagen ist dadurch die Möglichkeit gegeben, die Kapselungskomponenten des einzelnen Schaltfeldes (8, 9) mittig zur Mittelebene (M) des Schaltfeldes anzuordnen.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Energieverteilung und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung von gasisolierten Hochspannungsanlagen, insbesondere Hochspannungsschaltanlagen anzuwenden, die einen aus zwei Kapselungsbausteinen bestehen­ den Kapselungsabschnitt aufweisen, wobei zwischen den beiden Kapselungsbausteinen ein Ausgleichselement in Form eines Fal­ tenblages oder eines Schiebestückes angeordnet ist.

Bei gekapselten, gasisolierten Hochspannungsanlagen ist es erforderlich, zum Ausgleich von Wärmeausdehnungen zwischen ver­ schiedenen Teilbereichen der Anlage Ausgleichselemente zu verwenden. Die hierfür eingesetzten Faltenbalge (DE 35 46 011 A) oder Schiebestücke (DE 26 03 040 A, DE 23 64 600 A) werden vor allem im Zuge von Sammelschienen, bei Hochspannungsschaltanlagen aber auch innerhalb eines Schaltfeldes verwendet und zwischen zwei Kapselungsbausteinen angeordnet, wobei die beiden Befestigungsflansche eines Aus­ gleichselementes gasdicht mit den beiden einander zugewandten Anschlußflanschen der beiden Kapselungsbausteine verbunden werden. Dabei ist es erforderlich, den Ausgleichselementen Zuganker zuzuordnen, die den Gasdruck der Anlage auffangen. Derartige Zuganker können unmittelbar an den beiden Befesti­ gungsflanschen der Ausgleichselemente (EP 0 537 868 A1, DE- Z "B 212, ein neues SF₆-Anlagen-Baukastensystem für 72,5 bis 170 kV" der Fa. Sprecher + Schuh, Druck-Nr. 13.041d/9.81/1/1, Bild 6) oder - bei größeren Ausgleichslängen - an einem Flansch des Ausgleichselementes und einem weiter entfernt liegenden Flansch eines Kapselungsbausteines verankert sein.

Hierzu sind die entsprechenden Befestigungsflansche mit oh­ renartigen Ansätzen versehen.

Ausgehend von einem Kapselungsabschnitt mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruch 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Kapselungsabschnitt so auszugestalten, daß das Ausgleichselement eine möglichst kurze Baulänge auf­ weist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die dem Ausgleichselement zugeordneten Zuganker - das Ausgleichselement übergreifend - an den beiden benachbarten Anschlußflanschen der beiden Kapselungsbausteine fixiert sind.

Bei einer derartigen Ausgestaltung des Kapselungsabschnittes können die Befestigungsflansche des Ausgleichselementes eine relativ kleine Wandstärke aufweisen, da sie nicht mehr für die Beanspruchung durch die Zuganker dimensioniert sein müs­ sen. Die Länge des Ausgleichselementes braucht auch nicht die notwendige Baulänge der Zuganker zu berücksichtigen, weil diese im Bereich der Anschlußflansche der beiden Kapselungs­ bausteine durch geeignete Maßnahmen berücksichtigt werden kann. Damit ist die Möglichkeit gegeben, die axiale Länge des Ausgleichselementes auf die allein für den axialen Ausgleich maximal erforderliche Länge zu verkürzen. Versuche haben ge­ zeigt, daß diese axiale Länge so weit reduziert werden kann, daß sie der axialen Breite des Befestigungsflansches von Scheibenisolatoren entspricht, wie sie üblicherweise in Hoch­ spannungsanlagen zur Abstützung der Phasenleiter zwischen den Flanschen benachbarter Kapselungsbausteine und zur gegensei­ tigen Abschottung von Schaltfeldern und von Teilen eines Schaltfeldes angeordnet werden. Im Zuge von Sammelschienen, die über T- oder Kreuz-Bausteine an die Leistungsschalter ei­ ner Hochspannungsschaltanlage angeschlossen werden, wobei den T- oder Kreuz-Bausteinen einerseits ein Scheibenförmiger Iso­ lator und andererseits ein Ausgleichselement zugeordnet ist, besteht daher die Möglichkeit, den T- oder Kreuz-Baustein symmetrisch zu dem zum Leistungsschalter führenden Anschluß­ flansch auszugestalten, so daß die Mittelebene der in Längs­ richtung des Schaltfeldes angeordneten Komponenten mit der Mittelebene des Schaltfeldes zusammenfällt. Dadurch ist eine optimale Ausnutzung der Feldteilung möglich.

Als kurzes Ausgleichselement kommt einerseits ein Faltenbalg in Betracht, der beispielsweise nur zwei Wellungen aufweist. Die beiden Befestigungsflansche können dabei lose zu den En­ den des Faltenbalges angeordnet sein und im montierten Zu­ stand diese Enden unter Zwischenschaltung eines Dichtungsrin­ ges gegen den anschließenden Anschlußflansch eine Kapselungs­ gehäuses oder eines mit den benachbarten Kapselungsgehäuse verbundenen Scheibenisolators drücken. In diese Ausgestaltung kann ein rohrförmiger Lichtbogenschutz für den Faltenbalg da­ durch integriert werden, daß dieser einen mit dem einen Ende des Faltenbalges verschweißten Verbindungsflansch aufweist.

Als Ausgleichselement kommt andererseits ein zweiteilig aus­ gebildetes Schiebestück in Betracht, wobei jedes der beiden Schiebestückteile aus einem kurzen Rohrstück mit Befesti­ gungsflansch besteht und sich die beiden Rohrstücke unter Zwischenschaltung von Dichtungsringen teleskopartig überlap­ pen.

Kapselungsbausteine, denen auf der einen Anschlußseite ein Ausgleichselement zugeordnet ist, tragen üblicherweise am anderen Anschlußflansch einen Isolator zur Halterung von stromführenden Teilen. Die Erfindung ermöglicht es, dem Aus­ gleichselement die gleiche axiale Länge wie dem Befestigungs­ flansch des Isolators zu geben, so daß der einzelne Kapse­ lungsbaustein unter Einschluß eines Isolators und eines Aus­ gleichselementes bezüglich seiner axialen Abmessungen symme­ trisch zu einer Mittelebene ausgestaltet werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 1 bis 6 dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 einen aus zwei Kapselungsbausteinen bestehenden Kapselungsabschnitt mit jedem Kapselungsbaustein zugeordneten Scheibenisolator und Ausgleichsele­ ment,

Fig. 2 die Ausgestaltung des Verbindungsbereiches zwi­ schen den beiden Kapselungsbausteinen gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine konstruktive Ausgestaltung gemäß Fig. 2 mit zusätzlich angeordnetem Lichtbogenschutz für den Faltenbalg,

Fig. 4 den Verbindungsbereich zweier Kapselungsbausteine ohne einen dort angeordneten Isolator,

Fig. 5 einen Verbindungsbereich gemäß Fig. 4 unter Ver­ wendung eines Schiebestückes als Ausgleichsele­ ment und

Fig. 6 die Zuordnung eines Kapselungsabschnittes gemäß Fig. 1 zu zwei Schaltfeldern einer Hochspan­ nungsschaltanlage.

Fig. 1 zeigt einen Kapselungsabschnitt 1, der aus zwei Kap­ selungsbausteinen 2 und 3 besteht, die Teil einer Sammel­ schiene einer Hochspannungsschaltanlage sind. Die Kapselungs­ bausteine dienen dabei zur Aufnahme eines kombinierten Tren­ ner/Erder-Schalter für eine dreiphasig gekapselte Schaltanla­ ge. Jeder Kapselungsbaustein weist einen ersten Anschluß­ flansch 21 bzw. 31 und einen zweiten Anschlußflansch 22 bzw. 32 auf und ist zum Anschluß an weitere Anlagenteile mit einem dritten Anschlußflansch 23 bzw. 33 versehen. Jedem Kapselungs­ baustein ist weiterhin an dem einen Anschlußflansch 21 bzw. 31 ein scheibenförmiger Schottisolator 5 und am anderen An­ schlußflansch 22 bzw. 32 ein Ausgleichselement 4 zugeordnet. Zwischen den Anschlußflanschen 22 und 31 sind daher ein Aus­ gleichselement 4 und ein Schottisolator 5 nebeneinander ange­ ordnet.

Gemäß Fig. 2 sind die Anschlußflansche 22 und 31 der beiden Kapselungsbausteine mit ohrartigen Ansätzen 24, 34 versehen, an denen ein Zuganker 6 befestigt ist. Derartige Zuganker, die in bekannter Weise ausgestaltet sind, sind mehrfach am Umfang der Flansch 22 und 31 angeordnet. Diese Zuganker über­ greifen das Ausgleichselement 4 und haben zu diesem keine di­ rekte Verbindung. Daher ist es möglich, die Befestigungsflan­ sche 41 und 42 des Ausgleichselementes 4 so klein bzw. insbe­ sondere bezüglich ihrer Wandstärke so schmal zu dimensionie­ ren, daß sie lediglich die Funktion der dichtenden Fixierung des Faltenbalges 47 an den Stirnflächen des Befestigungsflan­ sches 31 und des Schottisolators 5 bewirken. Hierzu sind ent­ sprechende Dichtringe 43 vorgesehen. Bei dieser Ausgestaltung des Ausgleichselementes können die Befestigungsflansche 41, 42 in noch nicht montiertem Zustand lose zum Faltenbalg 47 angeordnet sein.

Die dargestellte Ausgestaltung des Verbindungsbereiches zwi­ schen den beiden Kapselungsbausteinen 2 und 3 ermöglicht es, die axiale Länge a des Ausgleichselementes auf die axiale Länge des Flansches 51 des Schottisolators 5 zu reduzieren.

Gemäß Fig. 3 kann dem Ausgleichselement 4 ein Lichtbogen­ schutz 44 zugeordnet sein, der im wesentlichen rohrförmig ge­ staltet ist und einen Befestigungsflansch 45 aufweist. Dieser Befestigungsflansch ist an seinem äußeren Umfang mit dem ent­ sprechenden Umfangsbereich des Faltenbalges 47 dicht ver­ schweißt. Zur Aufnahme dieses Befestigungsflansches ist der Befestigungsflansch 41' des Ausgleichselementes 4 etwas dic­ ker ausgebildet und mit einer entsprechenden Ausnehmung 46 versehen.

Gemäß Fig. 4 ist das Ausgleichselement 4 ohne einen zugehö­ rigen Schottisolator zwischen den beiden Befestigungsflan­ schen 22 und 31 zweier Kapselungsbausteine angeordnet. Die Befestigungsflansche 22 und 31 haben dabei einen so kurzen Abstand, daß es notwendig ist, den Zuganker 61 so auszuge­ stalten, daß das Federelement 62/63 axial geteilt und beider­ seits des Flansches 22 angeordnet ist.

Fig. 5 zeigt eine zu Fig. 2 analoge Anordnung mit dem Un­ terschied, daß das Ausgleichselement 7 als Schiebestück aus­ gebildet ist. Es weist hierzu zwei Schiebestückteile auf, die jeweils aus einem kurzen Rohrstück 71 bzw. 73 und einem an­ schließenden Befestigungsflansch 72 bzw. 74 bestehen. Die beiden Rohrstücke überlappen sich teleskopartig unter Zwi­ schenschaltung von Dichtringen 75.

Fig. 6 zeigt in schematischer Darstellung zwei nebeneinander angeordnete Schaltfelder 8 und 9 einer Hochspannungsschaltan­ lage, die über einen Kapselungsabschnitt 1 gemäß Fig. 1 mit­ einander verbunden sind. Jedes Schaltfeld weist u. a. einen Kapselungsbaustein 2 bzw. 3, einen Leistungsschalter 81 mit einem zugeordneten Stromwandlerbaustein 82 und einen Ab­ gangstrenner-Baustein 83 auf. Für diese Schaltfeldanordnung ist die Schaltfeldteilung f eingezeichnet. Da alle Komponen­ ten des Schaltfeldes, insbesondere auch die Kapselungsbau­ steine 2 bzw. 3 symmetrisch zu einer vertikalen Mittelebene M angeordnet sind, fällt auch die Mittelachse A des Schaltfel­ des in diese Mittelebene M. Hierzu ist bezüglich des Schalt­ feldes 8 die symmetrische Ausgestaltung des Kapselungsbau­ steines 2 mit den Abmessungen b und die symmetrische Anord­ nung des Ausgleichselementes 4 und des scheibenförmigen Schottisolators 5 mit den Abmessungen a angegeben.

Claims (8)

1. Kapselungsabschnitt einer gasisolierten Hochspannungsanla­ ge,
bestehend aus zwei axial nebeneinander angeordneten, rohrför­ migen Kapselungsbausteinen, die in Achsrichtung beidendig je­ weils einen Anschlußflansch aufweisen,
wobei zwischen den beiden einander zugewandten Anschlußflan­ schen der beiden Kapselungsbausteine ein mit Befestigungs­ flanschen versehenes Ausgleichselement angeordnet ist und dem Ausgleichselement am Umfang verteilt mehrere Zuganker zuge­ ordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Ausgleichselement (4) zugeordneten Zuganker (6) - die Befestigungsflansche des Ausgleichselementes übergreifend - an den beiden benachbarten Anschlußflanschen (22, 31) der beiden Kapselungsbausteine (2, 3) fixiert sind.

2. Kapselungsabschnitt nach Anspruch 1 mit einem Ausgleichse­ lement in Form eines Faltenbalges, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsflansche (41, 42) des Ausgleichselementes (4) als an den flanschartigen Enden des Faltenbalges (47) lo­ se anliegende Ringflansche ausgebildet sind.

3. Kapselungsabschnitt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Faltenbalg (47) ein rohrförmiger Lichtbogenschutz (44) zugeordnet ist, der einen mit dem einen Ende des Falten­ balges verschweißten Befestigungsflansch (45) aufweist.

4. Kapselungsabschnitt nach Anspruch 1 mit einem Ausgleichs­ element in Form eines zweiteiligen Schiebestückes, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Schiebestückteile aus einem kurzen Rohr­ stück (71, 73) mit Befestigungsflansch (72, 74) besteht, wobei sich die beiden Rohrstücke unter Zwischenschaltung von Dicht­ ringen (75) teleskopartig überlappen.

5. Kapselungsabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Anschlußflanschen (22, 31) der Kapse­ lungsbausteine (2, 3)zusätzlich der Befestigungsflansch (51) eines scheibenförmigen Isolators (5) angeordnet ist.

6. Kapselungsabschnitt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichselement (4) und der Befestigungsflansch (51) des Isolators die gleiche axiale Länge (a) aufweisen.

7. Kapselungsabschnitt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kapselungsbaustein (2, 3) mit einem weiteren, T- förmig angeordneten Anschlußflansch (23, 33) versehen ist, der mittig zu den beiden anderen Anschlußflanschen (21, 22; 31, 32) angeordnet ist.

8. Gekapselte Hochspannungsschaltanlage mit mehreren neben­ einander angeordneten Schaltfeldern (8, 9), bei denen bei vorgegebener Schaltfeldteilung (f) je Schalt­ feld mehrere Komponenten wie ein Gehäusebaustein (2, 3) der quer zum Schaltfeld verlaufenden Sammelschiene, ein Lei­ stungsschalter (81) mit zugeordnetem Stromwandlerbaustein (82) und ein der Abgangsseite zugeordneter Trenner/Erder- Baustein (83) längs einer Komponenten-Mittelebene (M) ange­ ordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kapselungsabschnitt (1) gemäß Anspruch 7 die beiden Sammelschienen-Kapselungsbausteine (2, 3) zweier benachbarter Schaltfelder (8, 9) bildet.