DE2247998A1

DE2247998A1 - METAL ENCLOSED HIGH VOLTAGE SYSTEM WITH AN OVERVOLTAGE ARRANGER

Info

Publication number: DE2247998A1
Application number: DE19722247998
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl-Ing Jakszt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-09-27
Filing date: 1972-09-27
Publication date: 1974-04-04
Also published as: JPS4971437A; JPS537228B2

Description

Metallgekapselte Hochspannungsanlage mit einem Üb erspannungsableit er Die Erfindung befaßt sich mit einer metallgekapselten Hochspannungsanlage mit einem von Luft verschiedenen'Isoliergas, der ein mit einem anderen Isoliergas gefüllter Uberspannungsableiter mit einer Druckentlastungseinrichtung zugeordnet ist.Metal-enclosed high-voltage system with a surge arrester he The invention is concerned with a metal-enclosed high-voltage installation an insulating gas different from air, the one filled with another insulating gas Surge arrester is assigned to a pressure relief device.

Im normalen Betrieb, wozu auch Ansprechvorgänge des Überspannungsableiters gehören, ist der Ableiter e-in vol-lständig geschlossenes Gerät, dessen Innenraum mit der umgebenden Gasatmosphäre keine Verbindung hat. Wird der Überspanntmgsableiter durch zu hohe Ableitströme überlastet, so spricht die Druckentlastungseinrichtung an und ein Strom heißer Gase tritt aus dem Innenraum in die umgebende Atmosphäre über. Anschließend hat aber auch die umgebende Atmosphäre Zugang zum Innenraum des Überspannungsableiters. Ist nun die dielektrische festigkeit des umgebenden Isoliergases größer als die Festigkeit des Gases, mit dem der Üb erspannungsableit er im Betrieb gefüllt ist, so kann anschließend an die Druckentlastung eine Verfestigung eintreten, d.h. es wird vorgetäuscht, daß der Überspannungsableiter noch funktionsfäliig ist. Damit ist die Sicherheit der Hochspannungsanlage gefährdet.In normal operation, including response processes of the surge arrester belong, the arrester e-in is a completely closed device, its interior has no connection with the surrounding gas atmosphere. Becomes the surge arrester overloaded by excessively high leakage currents, the pressure relief device speaks on and a stream of hot gases escapes from the interior into the surrounding atmosphere above. But then the surrounding atmosphere also has access to the interior of the Surge arrester. Is now the dielectric strength of the surrounding insulating gas greater than the strength of the gas with which the overvoltage arrester is in operation is filled, a solidification can occur after the pressure relief, i.e. it is simulated that the surge arrester is still functional. This endangers the safety of the high-voltage system.

Die Erfindung behebt diese Schwierigkeiten bei einer metallgekapselten Hochspannungsänlage der eingangs genannten Art dadurch, daß der Überspannungsableiter in einer mit dem Isoliergas der Hochspannungsanlage gefüllten Kapselung angeordnet ist und daß im Austrittsweg der Druckentlastungseinrichtung ein von dem Gasstrom bewegbares und mit der Wandung der Kapselung in Beruhrung zu bringendes Kontaktglied angeordnet ist.The invention overcomes these difficulties in a metal-encapsulated Hochspannungsänlage of the type mentioned in that the surge arrester arranged in an enclosure filled with the insulating gas of the high-voltage system and that in the outlet path of the pressure relief device one of the gas flow movable contact member to be brought into contact with the wall of the enclosure is arranged.

Bei einer Überlastung des Überspannungsableiters wird das Kontakt glied durch den austretenden Gas strom derart umgeklappt bzw. aufgerichtet, daß eine leitende Verbindung vom spannungführenden Anschluß des Überspannungsableiters zur geerdeten Kapselung entsteht. Dieser Erdschluß veranlaßt mittels der bekannten Schutzeinrichtungen die Abschaltung der Hochspannungsanlage und gibt damit einen Hinweis auf das Vorhandensein eines schwerwiegenden Fehlers.If the surge arrester is overloaded, the contact member by the exiting gas stream folded or erected in such a way that a conductive connection from the live connection of the surge arrester for grounded encapsulation. This ground fault caused by means of the known Protective devices shut down the high-voltage system and thus gives a Indicates the presence of a fatal error.

Bei Anlagen für sehr hohe Spannungen, z.B. 400 kV, verwendet man Überspannungsableiter, die aus einer Anzahl in Reihe geschalteter gleicher Einheiten zusammengesetzt sind. In diesem Fall ist es ausreichend, die dem Spannungsanschluß nächstliegende Einheit mit einem Kontaktglied gemäß der Erfindung auszustatten.Surge arresters are used in systems for very high voltages, e.g. 400 kV, which are composed of a number of identical units connected in series. In this case it is sufficient to use the unit closest to the voltage connection to equip with a contact member according to the invention.

Die Kapselung des Überspannungsableiters kann in dem Bereich, in dem das bewegbare Kontaktglied auftrifft, verstärkt ausgeführt sein. Dadurch werden Schäden an der Kapselung durch den Erdschlußlichtbogen vermieden.The encapsulation of the surge arrester can be in the area in which the movable contact member strikes, be executed reinforced. This will be Damage to the enclosure due to the ground fault arc avoided.

Die Erfindeag wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to the figures Embodiment explained in more detail.

In Fig. 1 ist schematisch eine metallgekapselte Hochspannungsanlage mit einem ebenfalls metallgekapselten Uberspannungsableiter dargestellt.In Fig. 1 is a metal-enclosed high-voltage system schematically also shown with a metal-encapsulated surge arrester.

Anhand der Figuren 2 und 3 wird die Anbringung der Rontaktglieder und ihre Wirkungsweise erläutert.With reference to Figures 2 and 3, the attachment of the contact members and how it works.

Die Hochspannungsanlage gemäß der Fig. 1 umfaßt eine Kapselung 1, in der ein Zweiter 2 durch Stützisolatoren 3 gehalten ist, und eine weitere Kapselung 4, die einen Uberspannungsableiter 5 enthält. Die Kapselungen 1 und 4 stehen durch eine gasdichte Durchführung 6 miteinander in Verbindung, an deren Durch£Whrungsleiter 7 der Uberspannungsableiter 5 angeschlossen ist. Das andere Ende des Überspannungsableiters steht mit der geerdeten Kapselung 4 in Verbindm1gO Der Überspannungsableiter 5 besteht aus vier gleichen Einheiten 10, die in Reihe geschaltet sind und die jeweils ein schematisch dargestelltes Gehäuse 11 umfassen, das mit Stickstoff gefüllt und gasdicht verschlossen ist. Die Kapselungen 1 und 4 sind mit Schwefelhexafluorid gefüllt. Jede der Einheiten 10 enthält miteinander in Reihe geschaltete Funkenstrecken 12 und Ableitwiderstände 13.The high-voltage installation according to FIG. 1 comprises an enclosure 1, in which a second 2 is held by post insulators 3, and another encapsulation 4, which contains a surge arrester 5. The enclosures 1 and 4 stand through a gas-tight bushing 6 in connection with each other, at their By £ Monetary Director 7 the surge arrester 5 is connected. The other end of the surge arrester is in connection with the earthed enclosure 4. The surge arrester 5 exists of four identical units 10, which are connected in series and each one include schematically shown housing 11, which is filled with nitrogen and gas-tight is locked. The enclosures 1 and 4 are filled with sulfur hexafluoride. Each of the units 10 contains spark gaps 12 connected in series with one another and bleeder resistors 13.

Die Druckentlastungseinrichtung 14 der Einheiten 10 umfaßt eine nicht gezeigte, jedoch in ihrer Anordnung an sich bekannte Membran und Düsen 15, die an den -Verblndungsflanschen 16 der Einheiten 10 angeordnet sind. Die Wirkungsweise von Druckentlastungseinrichtungen ist bei in Zuluft angeordneten Überspannungsableitern an sich bekannt und kann beispielsweise der Zeitschrift ETZ A, 1970, Heft 4, Seiten 212 bis 217, entnommen werden. Am Rand der Düsen 15 sind als Kontaktglieder Klappen 20 angeordnet, wie näher aus den Figuren 2 und 3 hervorgeht.The pressure relief device 14 of the units 10 does not include one shown, but known in their arrangement membrane and nozzles 15, which at the connecting flanges 16 of the units 10 are arranged. The mode of action of pressure relief devices is in the case of surge arresters arranged in the supply air known per se and can, for example, the magazine ETZ A, 1970, issue 4, pages 212 to 217. At the edge of the nozzles 15 are flaps as contact members 20 arranged, as can be seen in more detail from FIGS. 2 and 3.

Die Düsen 15 richten einen austretenden Gasstrom schräg gegen die Wandung der Kapselung 4. An dem der Wandung zugewandten Teil der Düsen sind die Klappen 20 bei 17 schwenkbar, beispielsweise mittels eines Scharniers, derart befestigt, daß der Gasstrom die Klappen 20 aus der gezeichneten Stellung umlegt und sie in Beruhrung mit der Wandung der Kapselung 4 bringt. Hierzu sind die Klappen derart bemessen, daß sie in der Ruhestellung in dem Raum zwischen dem Rand der Düsen 15 und dem Gehäuse 11 der Einheiten 10 Platz finden und andererseits den Abstand vom Rand der Düsen 15 bis zur Wandung der Kapselung 4 überbrücken können. Die Klappen 20 sind gewölbt ausgebildet und bestehen aus einem leitenden Werkstoff. In den Figuren 2 und 3 ist je eine Klappe 20 an der unteren Düse 15 einer oberen Einheit 10 und an der oberen Düse einer unteren Einheit 10 angebracht. Um die dargestellte Ruhelage der unteren Klappe 20 aufrechtzuerhalten, kann eine geeignete Feder an der Lagerung 17 dieser Klappe 20 vorgesehen sein.The nozzles 15 direct an exiting gas stream obliquely against the Wall of the encapsulation 4. On the part of the nozzles facing the wall are the Flaps 20 pivotable at 17, for example by means of a hinge, fastened in such a way that the gas flow flaps the flaps 20 from the position shown and they in Brings contact with the wall of the enclosure 4. The flaps are designed for this purpose dimensioned that in the rest position in the space between the edge of the nozzles 15 and the housing 11 of the units 10 find space and on the other hand the distance from Can bridge the edge of the nozzles 15 up to the wall of the encapsulation 4. The flaps 20 are arched and made of a conductive material. In the figures 2 and 3 are each a flap 20 on the lower nozzle 15 of an upper unit 10 and at the upper nozzle of a lower one Unit 10 attached. To the To maintain illustrated rest position of the lower flap 20, can be a suitable Spring on the bearing 17 of this flap 20 can be provided.

Eine Beschädigung der Kapselung 4 durch Lichtbögen bei der Druckentlastung wird durch eine Verstärkungsplatte 21 verhindert, die aufgeschweißt sein kann. Bei übermäßiger Drucksteigerung in der Kapselung 4 kann eine Entlastung durch eine Bruchmembran 8 erreicht werden.Damage to the enclosure 4 due to arcing when the pressure is relieved is prevented by a reinforcement plate 21, which can be welded on. at excessive pressure increase in the encapsulation 4 can be a relief by a rupture membrane 8 can be achieved.

Da die Düsen 15 an Spannung liegen, die Wandung der Kapselung 4 dagegen geerdet ist, rufen die Klappen 20 in der Stellung gemäß der Fig. 3 einen Erdschluß hervor. Eine Schutzeinrichtung 22, wie sie bei Hochspannungsanlagen Ublicherweise vorgesehen ist, erfaßt diesen Erdschluß und gibt einen Auslösebefehl für einen vor dem Überspannungsableiter liegenden Leistungsschalter 23. Damit ist erreicht, daß der überlastete Überspannungsableiter abgeschaltet wird und zugleich ein Hinweis darauf vermittelt wird, daß der Ableiter schadhaft geworden ist und ausgewechselt werden muß.Since the nozzles 15 are energized, the wall of the encapsulation 4 on the other hand is grounded, the flaps 20 in the position shown in FIG. 3 call a ground fault emerged. A protective device 22, as is usually the case in high-voltage systems is provided, detects this ground fault and gives a trip command for a the surge arrester lying circuit breaker 23. This achieves that the overloaded surge arrester is switched off and at the same time an indication it is conveyed that the arrester has become defective and has been replaced must become.

5 Ansprüche 3 Figuren5 claims 3 figures

Claims

Claims 10 Met allgekapselt e high-voltage system, in particular Switchgear, with an insulating gas different from supply air, one with one Surge arrester filled with another insulating gas with a pressure relief device is assigned, characterized in that the surge arrester (5) in a Enclosure (4) filled with the insulating gas of the high-voltage system is arranged and that in the outlet path of the pressure relief device (15) a gas flow movable and contact member (20) to be brought into contact with the wall of the encapsulation (4) is arranged.

2. Metal-enclosed high-voltage system according to claim 1, characterized characterized in that the pressure relief device has nozzles (15) on which pivotally mounted conductive flaps (20) are arranged, which the space bridge between the nozzles (15) and the wall of the enclosure (4).

3. Metal-encapsulated high-voltage system according to claim 1, characterized characterized in that when using one composed of several units (10) Surge arrester (5) only the voltage-side unit (10) with a contact member (20) is equipped.

4. Metal-encapsulated high-voltage system according to claim 1, characterized characterized in that the wall of the encapsulation (4) in the area of the contact member reinforced (21) is formed.

5. Metal-enclosed high-voltage system according to claim 1, characterized characterized in that the encapsulation (4) of the surge arrester (5) acts as a fuse is provided with a rupture diaphragm (8) against excessive pressure.

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