DE2165283C3

DE2165283C3 - Druckgasisolierte elektrische Hochspannungsleitung

Info

Publication number: DE2165283C3
Application number: DE2165283A
Authority: DE
Inventors: Willi 1000 Berlin Olsen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-12-23
Filing date: 1971-12-23
Publication date: 1980-11-20
Also published as: SU550998A3; CH545021A; IT971599B; NL176027B; JPS5236275B2; DE2165283A1; FR2164610A1; DE2165283B2; FR2164610B1; NL7216020A; US3781454A; JPS4870873A; DD99697A5; NL176027C; CS160619B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine druckgasisolierte elektrische Hochspannungsleitung mit einem elektrisch leitenden, gegen laufende Lichtbogen thermisch beständigen Gehäuse und mit mindestens einem im wesentlichen geradlinig verlaufenden elektrischen Leiter, der gegenüber dem Gehäuse durch Isolierstoffkörper abgestützt ist, die für Lichtbogengase durchlässig und für laufende Lichtbogen passierbar sind.

Derartige druckgasisolierte elektrische Hochspannungsleitungen, die zumeist Schwefelhexafluorid als Isoliergas enthalten, sind bekannt (IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-88, No. 2, Februar 1969, Seiten 146 bis 156) und finden als Übertragungsleitungen, als ein- oder mehrphasige Sammelschienen oder als Verbindungsleitungen in metallgekapselten Hochspannungsschaltanlagen Verwendung. In allen diesen Fällen ist die Metallkapselung geerdet, wobei man unterstellt, daß sich das Bedienungspersonal gefahrlos in unmittelbarer Nähe der elektrisch leitenden Gehäuse aufhalten kann. Dies hat aber zur Voraussetzung, daß die Metallkapselung auch im Störungsfall, vor allem durch Lichtbogeneinwirkung, nicht zerstört werden kann. Der daraus resultierende Aufwand für die Metallkapselung ist beträchtlich.

Weiterhin ist aus der US-PS 21 16 676 eine elektrische Hochspannungsleitung bekannt, mit einem elektrisch leitenden Gehäuse und mit mindestens einem elektrischen Leiter, der gegenüber dem Gehäuse durch Isolierstoffkörper abgestützt ist, die für Lichtbogengase durchlässig und für laufende Lichtbögen passierbar sind. Ferner ist das Gehäuse am Ende der Hochspannungsleitung mit einer metallischen Kappe verschlossen, in die der elektrische Leiter bis zu einem Teil der Kappentiefe hineinragt Ein gegebenenfalls entstehender Lichtbogen läuft bis in die Kappe und wird dort zum Erlöschen gebracht, wobei die Enden der Schienen auseinandergebogen sind und die Innenwand der Kappe mit Isolierstoff ausgekleidet ist Bei dieser bekannten Hochspannungsleitung handelt es sich nicht um eine druckgasisolierte Leitung, deshalb kann das Ende der Kappe offen sein und ist lediglich durch ein Gitternetz und durch zusätzliche Einlagen wie Steinwolle, Glaswolle usw. zur Abkühlung der austretenden Lichtbogengase abgedeckt

Ferner ist in der US-PS 24 69 445 Re. 23 811 beschrieben, daß bei einer druckgasisolierten elektrischen Hochspannungsleitung im Bereich eines Stützisolators ein Ring vorgesehen ist, an dem ein Lichtbogen brennen kann, ohne die Kapselung zu zerstören. Derartige Ringe sind jedoch überflüssig, wenn der Lichtbogen im Verlauf der Leitung, von Stromkräften getrieben, an keiner Stelle verharren kann. Weiterhin ist es aus der FR-PS 7 30 162 bekannt, an den Leiterenden kugelförmige Kappen zum Schutz der Sammelschiene gegen Lichtbogen vorzusehen. Auch ist es aus dem DE-GM 66 04 977 bekannt, in der Kapselung Berstscheiben vorzusehen, die eine Druckentlastung bewirken und die austretende Gase in eine das Bedienungspersonal nicht gefährdete Richtung ableiten.

Wenn man dazu übergeht, bei einer druckgasisolierten elektrischen Hochspannungsleitung die Wandstärke des Gehäuses aus Kostengründen auf das für die mechanische Festigkeit der Hochspannungsleitung notwendige Maß zu verringern, entsteht das Problem, an den Enden der Hochspannungsleitung, zu denen ein laufender Lichtbogen gelangt und an denen er dann verharrt, ein Durchbrennen der Metallkapselung zu verhindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse am Ende der Hochspannungsleitung AO von einer metallischen Kappe verschlossen ist, die eine gegenüber dem Gehäuse größere thermische Beständigkeit gegen Abbrand aufweist und in die der elektrische Leiter bis zu einem Teil der Kappenliefe hineinragt

An der metallischen Kappe kann der Lichtbogen wegen der größeren thermischen Beständigkeit der Kappe gegen Abbrand so lange stehenbleiben, bis der Strom abgeschaltet wird. Durch Anwendung der Erfindung ist es deshalb möglich, Kapselungen aus nichtmagnetischem Stahl aufzubauen, der im Hinblick auf die hohen Kosten wirtschaftlich nur mit entsprechend geringen Blechdicken verarbeitet werden sollte. Ferner ist die Erfindung besonders wichtig für Leichtmetallkapselungen, die auch bei größerer Wandstärke nur in geringem Maße lichtbogenfest sind.

Es ist daher vorteilhaft, bei einer druckgasisolierten elektrischen Hochspannungsleitung, deren Gehäuse in an sich bekannter Weise aus einem Leichtmetall gefertigt ist, die Kappe aus Stahl auszubilden. Weiterhin ist es zweckmäßig, bei einem an sich bekannten Gehäuse aus, z. B. nichtmagnetischem Stahl die Wandstärke der Kappe größer zu wählen als die des Gehäuses und sie auch aus Stahl, z. B. magnetischem Stahl, zu bilden. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Kappe eine Berstscheibe enthält, die oberhalb eines vorbestimmten Druckes eine Öffnung der Hochspannungsleitung freigibt
Anhand der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispie-

Ie einer druckgasisolierten elektrischen Hochspannungsleitung nach der Erfindung beschrieben.

Die F i g. 1 zeigt eine druckgasisolierte elektrische Hochspannungsleitung schematisch in einem Längsschnitt.

Die F i g. 2 zeigt eine der F i g. 1 ähnliche schematische Darstellung.

Die in F i g. 1 gezeichnete Hochspannungsleitung besteht aus einem elektrischen leitenden Gehäuse 1, dessen Innenraum als Isoliermittel ein unter Druck stehendes Gas, ip.«besondere Schwefelhexafluorid (SF₆), aufweist. Innerhalb des Gehäuses 5 sind Isolierstoffkörper 3 vorgesehen, die mindestens einen elektrischen Leiter 4 gegenüber dem Gehäuse 1 abstützen. Das eine Ende der Hochspannungsleitung ist von einer metallischen Kappe 5 verschlossen, in die der Leiter 4 mit kugeligem Ende 6 bis zu einem Teil der Kappentiefe hineinragt Bei einem innerhalb des Gehäuses 1 auftretenden Störlichtbogen 7, der unter der Wirkung von Stromkräften sich in Pfeilrichtung 8 bewegt, würde der Lichtbogen 7 bei einer [Qr Lichtbogengase undurchlässigen und für laufende Lichtbogen unpassierbaren Ausbildung des Isolierstoffkörpers 3 an der Stelle 9 stehen bleiben und bei der beabsichtigten dünnen Wandstärke des Gehäuses 1 die Gefahr eines Durchbrennens mit sich bringen. Aus diesem Grunde sind die Isolierstoffkörper 3 für Lichtbogengase durchlässig und für laufende Lichtbogen passierbar, so daß sich der Lichtbogen 7 in Pfeilrichlung 8a und Sb weiterbewegen kann. Am Ende der Hochspannungsleitung, das von der Kappe 5 3u verschlossen ist, endet auch der Leiter 4, so daß der Lichtbogen 7 im Bereich innerhalb der Kappe verharrt. Aus diesem Grurii> ist die Kappe 5 gegenüber dem Gehäuse 1 thermisch beständiger gegen Abbrand gemacht.

Im Ausführungsbsispiel nach Fig. 1 besteht das Gehäuse 1 aus einem Leichtmetall, während die Kappe 5 aus Stahl besteht Die Wandstärken der Kappe 5 sind dabei so gewählt, daß der Lichtbogen 7, ohne zum Durchbrennen der Kappe zu führen, geraume Zeit stehenbleiben kann.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, besteht das Gehäuse aus einem nichtmagnetischen Stahlblech, wobei die Wandsfärke der Kappe größer als die des Gehäuses 1 ist und die Kappe aus magnetischem Stahl bestehen kann.

In beiden Alisführungsbeispielen enthält die Kappe eine Berstscheibe 10, die oberhalb eines vorbestimmten Druckes eine öffnung der Hochspannungsleitung freigibt Bei über längere Zeit brennenden Lichbögen ist damit eine Zerstörung der Hochspannungsleitung selbst durch einen Oberdruck außer an einer vorbestimmten und abgesicherten Stelle ausgeschlossen. Die an dieser Sollbruchstelle austretenden Gase können über Kamine od. dgl. in eine das Bedienungspersonal nicht gefährdende Richtung abgeleitet werden.

Durch Anwendung der Erfindung lassen sich in vorteilhafter Weise unmagnetische Materialien für die Kapselung verwenden, die geringe Wirbelstromverluste mit sich bringen. Als Materialien kommen insbesondere Leichtmetalle, insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung wie z. B. AIMg4,5Mn, und Edelstahl in Betracht; mit Rücksicht auf die hohen Kosten derartiger Materialien können die Wandstärken durch Anwendung der Erfindung gering gewählt werden, ohne daß dies eine Verringerung der Lichtbogenfestigkeit ergibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckgasisolierte elektrische Hochspannungsleitung mit einem elektrisch leitenden, gegen laufende Lichtbogen thermisch beständigen Gehäuse und mit mindestens einem im wesentlichen geradlinig verlaufenden elektrischen Leiter, der gegenüber dem Gehäuse durch Isolierstoffkörper abgestützt ist, die für Lichtbogengase durchlässig und für laufende Lichtbögen passierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) am Ende der Hochspannungsleitung von einer metallischen Kappe (5) verschlossen ist, die eine gegenüber dem Gehäuse (1) größere thermische Beständigkeit gegen Abbrand aufweist und in die der elektrische Leiter (4) bis zu einem Teil der Kappentiefe hineinragt.

2. Druckgasisolierte elektrische Hochspannungsleitung nach Anspruch 1, bei der das Gehäuse aus einem Leichtmetall gefertigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (5) aus Stahl besteh·.

3. Druckgasisolierte elektrische Hochspannungsleitung nach Anspruch 1, bei der das Gehäuse aus Stahlblech besteht, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Kappe (5) aus Stahlblech gefertigt ist, wobei die Wandstärke der Kappe (5) größer als die des Gehäuses (1) ist.

4. Druckgasisolierte elektrische Hochspannungsleitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d.idurch gekennzeichnet, daß die Kappe (5) eine Berstscheibe (10) enthält, die oberhalb eines vorbestimmten Druckes eine öffnung der Hochspannungsleitung freigibt.