DE2223437A1 - Vollisolierte hochspannungsschaltanlage - Google Patents

Description

• Vollisolierte Hochspannungsschaltanlage Die erfindung bezieht sich au! eine Hochspannungsschaltanlage mit einem konzentrisch und durch ein Medium isoliert in einer Metallkapselung angeordneten Leiter, insbesondere Leiterrohr, der, unter Einschluß einer Isoliermediumstrecke, von aktiven Meßwandlerelementen, wie Stromwandlerkerne und -spulen, umgeben ist, deren radiale Abmaße die der Metallkapselung nicht überschreiten.
• Eine solche bekannte mit, SS6 - Gas isolierte Anlage ist aus der Siemens - Zeitschrift" 40. Jahrgang, April 1966, Heft 4, Seite 263 - 266 bekannte Dort ist ein Stromwandlerkern nebst -spule von Gießharz umgossen und an der Metallkapselinnenseite der Anlage befestigt. Die Verringerung der auch sonst für die anlage üblichen Gasstrecke durch die Einbringung des Gießharzkörpers bewirkt eine nicht unerhebliche Erhöhung der elektrischen Feldstärke in diesem GasraumbereichO Daß dies für einen ordnungs.-gemäßen Betrieb nicht weiter schädlich ist, setzt eine Überdimensionierung der freien Gasstrecke im übrigen Teil der bekannten Schaltanlage voraus, Bekanntlich ist bei einer optimal ausgelegten Schaltanlage der hier in Rede stehenden Art das Radienverhältnis des Metallkapselinnendurchmessers zum hochspannungsführenden Leiteraußendurchmesser e - 2,71o Der erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs beschriebenen Art so herzurichten, daß in ihr die Unterbringung von Meßwandlerelementen auch dann gelingt, wenn bei ihr die vorgenannten optimalen Verhältnisse vorliegen, Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß der Leiter, bzwO das Leiterrohr im Bereich der Meßwandlerelemente unter Verringerung seines Außendurchmessers eingeschnürt und mit einer Isolierstoffschicht versehen ist, wobei ein die Meßwandlerelemente aufnehmender Tragkörper - zumindest an den, in das Schaltanlageninnere weisenden flächen - isoliert ist.
• Die für die Erfindung wesentliche Einschnürung des Leiters schafft einmal Raum für eine genügend starke Isolierstoffschicht am Leiter und zum anderen kann damit auch noch die Isoliermediumstrecke vergrößert werden. Als Isoliermedium wird vorzugsweise ein Gas erhöhter Durchschlagsfestigkeit, wie SSs, angewandt0 Die größte Beanspruchung für das erfindungsgemäße Isolationssystem stellt die Prüfspannung dar, Es ist soaus.gelegt, daß während der Prüfdauer mit der Prüfspannung die hier gewählte Gasstrecke durchschlagen kann0 9as ist für die kurze Sauer der Prüfung weder für das Gas noch für die Feststoffisolierschichten schädlich, sofern diese richtig a « elegt sind, Es sollte möglichst darauf geachtet werden, daß die Isolierstoffschicht am Leiter und am Tragkörper der Keßwandlerelemente aus einem Werkstoff mit niedriger Querleitfähigkeit, doho hohem Oberflächenwiderstand verwendet wird0 Die Isolierstoffschiehten können dann dünn ausfallen, da im Falle eines Xeildurchschlages die Größe des sich entladenden Isolierstoffbereiches und damit die zur Verfügung stehende Sntladungsenergie für den Sntladungsimpuls gering ist. Ebenso von Vorteil sind Isolierstoffe mit minimaler Xielektrizitätskonstante, da dann die kapazitive Ankopplung der Entladungsfunken an die darunter liegenden Metallelektroden gering ist, sodaß die Entwicklung des Teildurchschlaglichtbogens in einen stromstarken Durchschlaglichtbogen, der den vollständigen Durchschlag, also auch durch die Seststoff-Isolierschichten hindurch, bewirken würde, verhindert wird0 Es sei noch erwähnt, daß die Werkstoffkenngröße "Durchschlagspannung nach den VDE - Vorschriften keine ausreichende Kenngröße bei der Isolierwerkstoffwahl darzustellen vermag0 Sin viel wesentlicheres Kriterium ist die Elektrodenanordnung; hinzu kommen noch die schon genannten Größen, wie Oberflächen -oder Querleitfähigkeit sowie die DielektrizitätskonstanteO Zwar ist es bei einer metallgekapselten Anlage nach der.DE-OS 1 490 092 bekannt, das Leiterrohr einzuschnüren0 Dies soll åedoch nur zur Seldverbesserung an den Stellen geschehen, an denen ein kegelförmiger Durchführungsisolatór stützend am Leiterrohr angreift. Sinne Beziehung zur Aufgabe der-Erfindung ist nicht erkennbarO Bei Höchstspannungsanlagen wird der Leiter regelmäßig als Leiterrohr ausgeführt werden. Hierbei kann es zweckmäßig sein, das Leiterrohr für die Einschnürung in Vollrundmaterial übergehen zu lassen Das Ausmaß der Einschnürung hat eine untere Grenze in der noch zulässigen Stromdichte des Leiters. Aber auch bei nicht optimal, d.h. bei vorerwähnten überdimenffionierten Anlagen, insbesondere im Bereich der sogenannten Mittelspannung etwa im Bereich von 6 bis 60 kV, kann der eingeschnürte Leiter auch erfolgreich ohne eine Isolierstoffschicht verwendet werden0 Hier kann auch daran gedacht werden, die Isolierschicht am Tragkörper der Meßwandlerelemente wegzulassen und die bloße ßinschnürung als Vergrößerung der Isoliermediumstrecke sozusagen als Ausgleich für die von der anderen Seite in die Isoliermediumstrecke vorgeschobenen Meßwandlerelemente zu gebrauchen.
• Solche überdimensionierte Schaltanlagen können für bestimmte Anwendungsfälle durchaus noch wirtschaftlich betrieben werden0 Weitere Vorteile und Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung werden anhand eines gezeichneten Ausführungsbeispieles näher erläutert, Pür die neue Anlage eignet sich jedes fließfähige Isoliermediums Zwischen den geerdeten Metallkapselgehäusen 1 und 2 ist ein weiteres Kapselungselement, das Metallrohr 3, eingeflanscht. Die Flansche 4, 5 des Metallrohres 3 tragen noch Isolierstoffringscheiben 6¢ 7, die stirnseitig von einem Isolierstoffzylinder 8 dicht abgeschlossen werden. Der Isolierstoffzylinder 8 ist hier Tragkörper eines Stromwandlerbandkerns 9; er ist über eine Leitlackschicht 10 mit seiner Mantelfläche an Rrdpotential gelegte An die Stelle der Leitlackschicht kann ohne weiteres ein geerdeter,erdstromtragSähiger Metallzylinder treten. Auch können die Isolierstoffringscheiben und der Zylinder 8 durch einen mit Isolierstoff beschichteten Metalltragkörper ersetzt sein, ger dargestellte Leiter, ein Rohr ii, ist im Bereich des Isolierstoffzylinders 8 verjüngte Im vorliegenden Fall ist es in ein Vollrundleiterstück 12 überführt, auf dessen Enden die Leiterrohre ii aufgelötet sind, Das Vollrundleiterstück 12 trägt eine Isolierschicht 13, welche z.B0 von einem Gießharzumguß oder einem Schrumpfschlauch gebildet ist.
• Wie zu ersehen, kann das eingeschnürte Leiterrohr mit der Isolierstoffschicht 13 noch einen geringeren Durchmesser haben, als das Leiterrohr 11 außerhalb des Isolierstoffzylinders 80 Die dargestellte Anlage wird mit einem geringen Überdruck des Isoliermediums SS6 - Gas für 1XQ kV betrieben.
• Der Metalltragkörper kann von der Metallkapselung selbst gebildet sein. Ä>ie Wandstärke des Tragkörpers bemißt sich nach dem gewählten Innendruck des Isoliermediums und dem Gewicht der Wandlerkerne. Darüberhinaus ist die Wandstärke des Tragkörpers noch für die erforderliche Stromtragfähigkeit im Erdschlußfalle ausgelegt, Die Isolierschicht an der Innenseite des Tragkörpers kann durch Wirbelsintern aufgetragen seine Es empfiehlt sich, den Tragkörper für das Aufschieben der Meßwandlerkerne an geeigneter Stelle teilbar auszuführen0 Die durch die Teilung entstandene Fuge im Isolierstoffauftrag kann durch eine dielektrische Klebung oder eine Hochspannungsdichtung wieder elektrisch gedichtet werden0

Claims (1)

1. Anrsprücthe 9 Hochspannungsschaltanlage mit einem konzentrisch und durch ein Medium isoliert in einer Metallkapselung angeordneten Leiter, insbesondere Leiterrohr, der, unter Einschluß einer Isoliermediumstrecke, von aktiven eßwandlerelementen, wie Stromwandlerkerne und -spulen, umgeben ist, deren radiale Abmaße die der Metallkapselung nicht überschreiten, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter, bzwO das Leiterrohr im Bereich der Meßwandlerelemente unter Verringerung seines Außendurchmessers eingeschnürt und mit einer Isolierstoffschicht versehen ist, wobei ein die Meßwandlerelemente aufnehmender Tragkörper - zumindest an den, in das Schaltanlageninnere weisenden Flächen - isoliert ist.

   2.) Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Isolierstoffschicht am eingeschnürten Leiterrohr als auch für die Isolierung des die Meßwandlerelemente aufnehmenden Tragkörpers ein Isolierstoff mit niedriger Dielektrizitätskonstante und geringer Oberflächenleitfähigkeit verwandt isto Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung des Leiterrohres in Vollrundmaterial Ubergeht.

   4.) Anlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper für die Meßwandlerelemente von der Metallkapselung selbst gebiidet ist0 5.) Anlage nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Teil des Bragkörpers für die Aufnahme der Meßwandlerelemente in axialer Richtung teilbar ist.

   6o) Anlage nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper für die Meßwandlerelemente von einem Isolierstoffzylinder mit mit an den Enden dicht angesetzten Isolierstoffringscheiben gebildet ist, die mit an den Flanschinnenseiten eines Ketallkapselungselementes befestigt sind.

   70) Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffzylinder mit einem geerdeten und erdschlußstromtragfähigen ketallmantel umgeben ist, 80) Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper von einem Gießharzumguß gebildet ist, mit dem die Meßwandlerelemente - als Block vergossen - an der ketallkapselinnenwand befestigt sind, 9o) Anlage nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Verwendung des eingeschnürten Leiters, bzwO Leiterrohres ohne eine Isolierstoffschicht.

   tO.) Anlage nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Weglassung der Isolierung am, die Meßwandlerelemente aufnehmenden Tragkörper, Leerseite