DE2311281B2

DE2311281B2 - Encapsulated valve arrester

Info

Publication number: DE2311281B2
Application number: DE19732311281
Authority: DE
Inventors: Arne Dipl.-Ing. Graengesberg Johansson; Bertil Ludvika Lyckstedt
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1972-03-17
Filing date: 1973-03-07
Publication date: 1979-12-13
Also published as: GB1406782A; DE2311281A1; CH551703A; SE369803B; FR2176689A1; FR2176689B1; JPS4912343A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen gekapselten Ventilableiter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solcher Ventilableiter ist bekannt au3 der DE-OS 20 37 921.The invention relates to an encapsulated valve arrester according to the preamble of the claim 1. Such a valve arrester is known from DE-OS 20 37 921.

Gekapselte Ventilableiter werden dort verwendet, wo die Gefahr einer Verschmutzung besonders groß ist. Gekapselte Ventilableiter haben in Hochspannungsanlagen außerdem den Vorteil, daß ihre spannungsführenden Teile gegen Berührung geschützt sind und dadurch der Raumbedarf des Ableiters geringer wird. Den Berührungsschutz erhält man durch Erdung des Gehäuses, das aus diesem Grund aus elektrisch leitendem Material besteht. In solchen gekapselten Anlagen werden als elektrisch isolierendes Mittel zwischen den spannungsführenden Teilen und dem geerdeten Gehäuse entweder bekannte Isolierflüssigkeiten, wie öl oder Isoliergas, wie Luft, Stickstoff oder elektronegative Gase verwendet vorzugsweise mit bestimmtem Überdruck. Die feld- und spannungsteuernde Kette des Ventilableiters hat den Zweck, ein zufriedenstellendes Feldbild zu sichern, d.h. eine akzeptierbare Spannungsfestigkeit für das Gerät zu garantieren.Encapsulated valve arresters are used where the risk of contamination is particularly high. In high-voltage systems, encapsulated valve arresters also have the advantage that their live Parts are protected against contact and the space required by the arrester is reduced. The Contact protection is obtained by earthing the housing, which for this reason is made electrically conductive material. In such encapsulated systems are used as electrically insulating means between the live parts and the earthed housing either known insulating liquids, such as oil or insulating gas such as air, nitrogen or electronegative gases are preferably used with certain overpressure. The purpose of the field and voltage controlling chain of the valve arrester is to provide a ensure a satisfactory field image, i.e. an acceptable dielectric strength for the device to guarantee.

Bei dem aus der DE-OS 20 37 921 bekannten Ventilableiter ist der Abstand der Mittelpunktskreise benachbarter Ringe in Richtung der Ableiterkette für alle Abschirmringe derselbe. Bei einer besonderen Ausführungsform des bekannten Ableiters nehmen die Durchmesser der Ringe sowie die Dicke der Ringe mit abnehmendem Potential ab. Der Abstand zwischen benachbarten Ringen ist aber auch bei dieser Ausführungsform konstant Bei dem bekannten Ableiter ist die Zahl der insgesamt erforderlichen Ringe und damit auch die Zahl der erforderlichen Kondensatoren für eine äußere Steuerkette relativ groß. Bei der genannten Spedalausführung mit unterschiedlichen Durchmessern und unterschiedlicher Dicke der Ringe ist es außerdem ungünstig, daß für die Herstellung eines Ableiters eine Vielzahl von Ringen mit verschiedenen Abmessungen ίο erforderlich istIn the valve arrester known from DE-OS 20 37 921, the distance between the center circles is neighboring rings in the direction of the arrester chain the same for all shielding rings. With a special one Embodiment of the known arrester take the diameter of the rings and the thickness of the rings with them decreasing potential. However, the distance between adjacent rings is also in this embodiment In the case of the known arrester, the number of rings required in total and thus also is constant the number of capacitors required for an external timing chain is relatively large. In the case of the mentioned It is also a pedal design with different diameters and different thicknesses of the rings unfavorable that a large number of rings with different dimensions for the production of an arrester ίο is required

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventilableiter der eingangs genannten Art in der Weise weiterzuentwickeln, daß sich der Aufwand an Abschirmungen verringertThe invention is based on the object of developing a valve arrester of the type mentioned at the beginning to develop further so that the cost of shielding is reduced

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöstThis object is achieved according to the invention by what is mentioned in the characterizing part of claim 1 Features solved

Durch die erfindungsgemäße Staffelung des Abstandes zwischen benachbarten Abschirmringen wird erreicht daß der für die Feldsteuerung erforderliche Bedarf an Abschirmringen klein wird und die Ringe effektiv ausgenutzt werden, wodurch man im wesentlichen ein und dieselben Abmessungen für die Ringkonstruktion verwenden kann. Parameter, wie Ring- undBy staggering the distance between adjacent shielding rings according to the invention achieves that the need for shielding rings required for the field control becomes small and the rings effectively used, thereby giving essentially one and the same dimensions for the ring construction can use. Parameters such as ring and

Rohrourchmesser, bekommen eine sekundäre Bedeutung für die Verkleinerung des Steuerkondensatorenbedarfes. Pipe diameter are of secondary importance for reducing the need for control capacitors.

Wenn der Ventilableiter aus mehreren aneinandergefügten Moduleinheiten aufgebaut ist dann können die Fugenbefestigungen zwischen benachbarten Moduleinheiten als feldsteuernde Elektroden ausgebildet sein. Dadurch wird erreicht, daß Abschirmringe nur im Anschluß an aktiv spannungsführende Teile des Ableiters selbst angeordnet zu werden brauchen. Es werden somit der Mechanik dienende Konstruktionsteile als Hilfselektroden verwendet. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des äußeren Abschirmringsystems mit seinen reihen- und parallelgeschalteten Steuerkondensatoren erhält man automatisch Schaltpunkte mit wohl definiertem Potential. Einige von ihnen können zweckmäßigerweise so ausgeführt werden, daß sie das Feldbild günstig beeinflussen. Da diese sogenannten Hilfselektroden näher am Zentrum des Ableiters liegen, sind für diese Feldverbesserung keineIf the valve arrester is made up of several modular units joined together, then the Joint fastenings between adjacent module units can be designed as field-controlling electrodes. This ensures that the shielding rings are only connected to active live parts of the Arrester itself need to be arranged. There are thus the mechanics serving construction parts used as auxiliary electrodes. In an expedient embodiment of the outer shielding ring system With its series and parallel connected control capacitors, switching points are automatically obtained with a well-defined potential. Some of them can conveniently be carried out so that they influence the field image favorably. Since these so-called auxiliary electrodes are closer to the center of the Arresters are not for this field improvement

« komplizierten Elektrodenformen erforderlich. Vorhandene Befestigungen für Abschirmringe werden zweckmäßigerweise als konzentrische, leitende Flächen zwischen Abschirmring und innerem Isoliergehäuse ausgeführt«Complicated electrode shapes are required. Existing Fastenings for shielding rings are expediently designed as concentric, conductive surfaces Executed between the shielding ring and the inner insulating housing

Anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigtThe invention is to be explained in more detail on the basis of the exemplary embodiment shown in the figures will. It shows

F i g. 1 eine Ausführungsform der Erfindung bei einem Ventilableiter, dessen Moduleinheiten in Kunststoffrohren untergebracht sind,F i g. 1 shows an embodiment of the invention in a valve arrester, the modular units of which are in plastic pipes are housed,

F i g. 2 im Detail einen Teil des Ventilableiters gemäß Fig. 2.F i g. 2 shows in detail a part of the valve arrester according to FIG. 2.

Der in F i g. 1 gezeigte Ventilableiter 1 ist aus vier Moduleinheiten zusammengesetzt. An seinem im SinneThe in F i g. The valve arrester 1 shown in FIG. 1 is composed of four modular units. In his mind

ω der F i g. 1 oberen Ende wird dieser Ableiter an einen nicht dargestellten spannungsführenden Leiter angeschlossen, der ebenfalls in Rohre eingekapselt ist. Der Ventilableiter ist in ein äußeres Gehäuse 7 aus elektrisch leitendem Material, z. B. Eisenblech, eingekapselt und geerdet. Wenn der spannungsführende Leiter ebenfalls gekapselt ist, dann werden zweckmäßigerweise dessen Verkapselung und die des Ventilableiters zusammengeschaltet Der Ventilableiter ist an seinem unteren Endeω of FIG. 1 upper end, this arrester is connected to a connected live conductor, not shown, which is also encapsulated in tubes. Of the Valve arrester is in an outer housing 7 made of electrically conductive material, for. B. sheet iron, encapsulated and grounded. If the live conductor is also encapsulated, then it is expedient to use it Encapsulation and that of the valve arrester interconnected. The valve arrester is at its lower end

mit dem geerdeten Gehäuse 7 verbunden.connected to the grounded housing 7.

Jede Moduleinheit enthält mehrere Ableiterelemente 15, von denen jedes in bekannter Weise aus mehreren Funkenstrecken 16 in Reihe mit einem nichtlinearen Ventilwiderstand 17 besteht Alternativ können die Ableiterelemente 15 nur aus Funkenstrecken oder nur aus Venülwiderständen bestehen. Jedes Ableiterelement ist zwischen Führungsblechen 18 befestigt Die Moduleinheiten sind an jedem Ende mit einer Fugenverbindung 19 versehen, mit deren Hilfe sie in bekannter Weise aneinandergesetzt werden. Für die Spannungssteuerung innerhalb einer Moduleinheit ist eine Steuerkette vorhanden, die aus mehreren in Reihe geschalteten Kondensatoren 20 besteht, welche zwischen den Führungsbiechen 18 befestigt sind. Die Enden is der Kette sind an den Fugenverbindungen angeschlossen, die aus Metall bestehen. Der gesamte soweit beschriebene Aufbau ist in ein Polyesterrohr 21 eingeschlossen, welches mit seinen Enden gasdicht an den Fugenverbindungen befestigt ist, z. B. durch Einpassung in eine kreisförmige Nut 22. Ein zweites Polyesterrohr 23, das konzentrisch zu dem Polyesterrohr 21 angeordnet ist, umgibt das letztgenannte Rohr und ist auf ähnliche Weise an den Fugenverbindungen befestigtEach modular unit contains several arrester elements 15, each of which consists of several in a known manner Spark gaps 16 in series with a non-linear valve resistor 17 can alternatively be used Arrester elements 15 consist only of spark gaps or only of Venülwiderzüge. Every arrester element is attached between guide plates 18. The modular units are at each end with a Joint connection 19 provided, with the help of which they are put together in a known manner. For the Voltage control Within a module unit there is a control chain consisting of several in series switched capacitors 20, which are fastened between the guide plates 18. The ends are of the chain are connected to the joint connections, which are made of metal. The whole so far Structure described is enclosed in a polyester tube 21, which is gas-tight with its ends is attached to the joint connections, e.g. By fitting into a circular groove 22. A second Polyester pipe 23, which is arranged concentrically to the polyester pipe 21, surrounds the latter pipe and is attached to the joint joints in a similar manner

Die äußere Steuerkette besteht aus mehreren ringförmigen Abschirmringen 13, die über Kondensatoren 14 miteinander verbunden sind. Die Abschirmringe sind erfindungsgemäß mit unterschiedlichem Abstand angeordnet und liegen am Kopf des Ableiters, wo die Spannung gegenüber der Erde am höchsten ist, am dichtesten zueinander. Je tiefer die Ringe liegen, desto größer ist der Abstand zwischen ihnen, d. h. der Abstand zwischen zwei benachbarten Ringen ist im wesentlichen umgekehrt proportional zur Spannung der Ringe gegenüber der Erde. Die Ringe sind an dem Isolierrohr 23 befestigt und werden daher von diesem getragen. Die äußere Steuerkette ist an die Fugenverbindungen elektrisch leitend angeschlossen und damit auch an die innere Steuerkette über Impedanzelemente 26. Diese Impedanzelemente können aus Kondensatoren, Widerständen oder aus Kondensatoren und Widerständen bestehen. Die zwischen zwei Ringen vorhandenen Kondensatoren 14 bestehen aus bekannten Gründen aus mehreren Teilkondensatoren. Dadurch wird es möglich, die Kapazität zwischen jedem Ring auf die beste Weise zu bestimmen und den Anschlußpunkt für die Impedanzelemente 26 so zu wählen, daß man die beste Balance zvischen den beiden Steuerketten erhält.The outer timing chain consists of several ring-shaped shielding rings 13, which have capacitors 14 are connected to each other. According to the invention, the shielding rings are spaced differently and are located at the head of the arrester, where the voltage to earth is highest closest to each other. The deeper the rings are, the greater the distance between them, i.e. H. the distance between two adjacent rings is essentially inversely proportional to the tension of the rings opposite the earth. The rings are attached to the insulating tube 23 and are therefore carried by this. the outer timing chain is electrically connected to the joint connections and thus also to the inner control chain via impedance elements 26. These impedance elements can consist of capacitors, resistors or consist of capacitors and resistors. The ones between two rings For known reasons, capacitors 14 consist of several partial capacitors. This is how it becomes possible to determine in the best way the capacitance between each ring and the connection point for to choose the impedance elements 26 so that the best balance between the two timing chains is obtained.

Das Innere des Ableiters, also der Raum in dem so inneren Isolierrohr (Polyesterrohr 21), kann mit Stickstoff oder einem elektronegativen Gas gefüllt sein. Der Raum zwischen dem Gehäuse 7 und dem äußeren Isolierrohr (Polyesterrohr 23) kann mit einem anderen Isoliermittel, z.B. Transformatoröl, gefüllt sein. Dadurch, daß die ringförmigen Räume 24 zwischen den beiden Isolierrohren (Polyesterrohre 21 und 23) eine Barriere zwischen den beiden Isoliermitteln bilden, und dadurch, daß diese Räume über Löcher 25 in den Fugenverbindungen und über eine Ventilanordnung 12 am Boden des Ventilabieiters leicht mit der Atmosphäre verbunden werden können, erhält man eine große Sicherheit dagegen, daß das eine Isoliennittei in den Raum für das andere Isoliennittei eindringen kann. Das Innere jeder Moduleinheit steht nut dem ringförmigen Raum 24 über nicht dargestellte Kanäle mit Oberdruckventilen in Verbindung. Die Konstruktion erlaubt die größtmögliche Freiheit bei der Wahl von Isoliermitteln.The interior of the arrester, i.e. the space in the insulating tube (polyester tube 21), which is so inner, can be used with Filled with nitrogen or an electronegative gas. The space between the housing 7 and the exterior Insulating pipe (polyester pipe 23) can be filled with another insulating medium, e.g. transformer oil. Through this, that the annular spaces 24 between the two insulating tubes (polyester tubes 21 and 23) a Form a barrier between the two isolating means, and in that these spaces via holes 25 in the joint connections and via a valve arrangement 12 can easily be connected to the atmosphere at the bottom of the ventilator, a large one is obtained On the other hand, it is certain that one isolating element can penetrate into the space for the other isolating element. That The interior of each module unit is located on the ring-shaped one Space 24 via channels not shown with overpressure valves in connection. The construction allows greatest possible freedom in the choice of isolating agents.

Das innere Polyesterrohr 21 kann alternativ als Porzellanrohr ausgebildet sein. Die äußeren Isolierrohre (Polyesterrohre 23) der einzelnen Moduleinheiten können zu einem einzigen Rohr zusammengefaßt sein, welches sich über sämtliche Moduleinheiten erstreckt Das äußere Isolierrohr kann auch fehlen, so daß anstelle des doppelwandigen inneren isolierenden Gehäuses des Ventilabieiters nur ein einwandiges vorhanden ist In diesem Falle füllt das Isoliennittei im äußeren Gehäuse 7 den ganzen Raum bis zur Wand des inneren Isolierrohres (Polyesterrohr 21) aus. Dabei werden die Abschirmringe direkt auf diesem Isoliergehäuse montiert. Dabei ist darauf zu achten, daß durch Dichtungen in den Fugen ein Eindringen des Isoliermittels in den Ableiter verhindert wird. Die Ventilanordnung 12 ist in diesem Falle zwischen dem Innenraum des Innengehäuses und der Atmosphäre vorhanden.The inner polyester tube 21 can alternatively be designed as a porcelain tube. The outer insulating tubes (Polyester tubes 23) of the individual modular units can be combined into a single tube, which extends over all module units. The outer insulating tube can also be missing, so that instead of of the double-walled inner insulating housing of the valve arrester, there is only one single-walled In In this case, the insulating cut in the outer housing 7 fills the entire space up to the wall of the inner one Insulating tube (polyester tube 21). The shielding rings are mounted directly on this insulating housing. Care must be taken that seals in the joints prevent the insulating agent from penetrating into the Arrester is prevented. The valve arrangement 12 is in this case between the interior of the inner housing and the atmosphere present.

Durch die Kondensatoren 14 zwischen den Abschirmringen wird eine lineare Spannungsverteilung längs des inneren Gehäuses erreicht Da der gesamte Verschiebungsstrom zwischen den Ringen und dem Gehäuse eine beachtliche Größe hat, gibt man den Kondensatoren verschiedene Kapazitätswerte, d.h. man erreicht eine gradierte Steuerung, so daß man eine zweckmäßige Spannungsverteilung erhält. Die Abschirmringe sind zumindest an den Enden des Ableiters an diesen angeschlossen. Wenn es zweckmäßig ist, können jedoch auch mehrere Anschlüsse vorgesehen sein. Solche Anschlüsse können dann beispielsweise dort vorgenommen werden, wo die Moduleinheiten des Ableiters zusammentreffen.The capacitors 14 between the shielding rings create a linear voltage distribution along the inner housing Da reaches the entire displacement flow between the rings and the housing has a considerable size, the capacitors are given different capacitance values, i.e. one achieves a graded control so that an appropriate stress distribution is obtained. The shield rings are connected to the arrester at least at the ends of the arrester. If it is convenient, however, you can several connections can also be provided. Such connections can then be made there, for example where the arrester's modular units meet.

Durch das Anordnen der Abschirmringe und deren Spannungssteuerung mit Hilfe der Kondensatoren wird praktisch die ganze radiale Spannung von dem Isoliermittel zwischen Abschirmringen und dem äußeren Gehäuse 7 aufgenommen. Dadurch wird sowohl in dem Ableiter als auch in dem Raum zwischen dem Ableiter und dem Polyesterrohr 23 das Auftreten von Glimmen verhindert.By arranging the shielding rings and controlling their voltage with the help of the capacitors practically all of the radial tension from the insulating means between the shield rings and the outer one Housing 7 added. This is both in the arrester and in the space between the Arrester and the polyester pipe 23 prevents the occurrence of glowing.

Die Abschirmringe sind in dem beschriebenen Beispiel als geschlossene Ringe mit kreisförmigem Querschnitt dargestellt. Der Querschnitt der Ringe kann natürlich auch eine andere Form, z. B. eine elliptische, haben. Außerdem können die Abschirmringe aus zum Ableiter hin offenen Schalen bestehen.The shielding rings are in the example described as closed rings with circular Cross-section shown. The cross-section of the rings can of course also have a different shape, e.g. B. an elliptical, to have. In addition, the shielding rings can consist of shells that are open towards the arrester.

For this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Encapsulated valve drain with a gas- and liquid-tight, earthed outer housing electrically conductive material that surrounds the valve arrester, as well as with a number of field and voltage-controlling shielding rings in the space between the valve arrester and the outer Housing, characterized in that the center distance between adjacent shielding rings (13) increases from one another as seen from the high-voltage side of the arrester (1)

Z Encapsulated valve arrester according to Claim 1, characterized in that the distance between the shielding rings (13) substantially inversely proportional to the voltage compared to the Earth is increasing

3. Encapsulated valve arrester according to claim 1 or 2, characterized in that from several assembled modular units consisting of valve arresters made of shielding rings (13) the existing chain is electrically connected to the flanges (joint connection 19) of the module units is

4. Encapsulated valve arrester according to claim 3, characterized in that the flanges (joint connection 19) are designed as field-controlling electrodes between adjacent module units.

5. Valve arrester according to one of the preceding claims, characterized in that the to an inner insulating housing (polyester tube 23) made attachments of the shielding rings (13) consist of concentric field-controlling electrodes.