DE2518178A1

DE2518178A1 - Metallgekapselte, druckgasisolierte hochspannungsleitung

Info

Publication number: DE2518178A1
Application number: DE19752518178
Authority: DE
Inventors: Eckardt Von Dipl Ing Bonin; Gisbert Dipl Ing Brueggemann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-04-24
Filing date: 1975-04-24
Publication date: 1976-11-04
Also published as: DE2518178C2

Description

Metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsleitung" Die Erfindung bezieht sich auf eine metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsleitung mit einem gasförmigen, den gasdichten, hohlen Innenleiter durchströmenden Kühlmittel und Anschlußteilen zur Zu- und/oder Abführung des Kühlmittels nach außen.
Metallgekapselte Hochspannungsleitungen bestehen aus einer rohrförmigen äußeren Metallhülle, in die mittels isolierender Abstandshalter ein Innenleiter eingesetzt ist. Als Isolation zwischen Innenleiter und Metallhülle dient meist Schwefelhexafluorid (SF6), das unter einem Druck von einigen at steht.
Die tbeftragungsleistung solcher Leitungen wird begrenzt durch die maximal zulässige Erwärmung, die bisher bei etwa 800C an der Oberfläche des Innenleiters liegt. Die hauptsächlich im Innenleiter erzeugte Verlustwärme muß nach außen abgeführt werden. Bei natürlich gekühlten Leitungen wird die Verlustwärme in das umgebende Erdreich oder an die Luft abgeleitet.
Eine beträchtliche Erhöhung der maximalen Ubertragungsleistung ist möglich, wenn die Leitung von außen zwangsweise gekühlt wird.
Hierzu sind verschiedene Möglichkeiten bekannt. Eine besonders wirksame Kühlung ist möglich, wenn der stromdurchflossene Leiter direkt von einem Kühlmittel durchströmt wird. Diese Methode wird z.B. bei hochbelasteten Kabeln angewendet, wobei als Kühlmittel meist Öl oder Wasser dient.
Auch bei metallgekapselten, druckgasisolierten Hochspannungsleitungen ist eine analoge Kühlungsart bekannt (DU-OS 1 936 026).
Hier wird der hohle, gasdichte, vom Dielektrikum abgeschlossene Innenleiter von komprimiertem SF6-Gas durchströmt. Das in einem außen gelegenen Kühler abgekühlte Gas wird an einem Ende der Leitung in den Innenleiter eingeführt, durchströmt die Leitung und wird schließlich mit erhöhter Temperatur am anderen Ende wieder ausgeleitet. Anschließend wird das Gas in einem geschlossenen Kreislauf nach Rückkühlung wieder in die Eintrittsstelle oder in eine andere Stelle der Leitung gepumpt.
Da das SF6-Gas eine hohe Wärmekapazität und -Leitfähigkeit besitzt, ist auf diese Art eine Leistungserhöhung bis zum ca.
4fachen Wert der Leistung bei natürlicher Kühlung möglich.
Zur Ein- bzw. Ausleitung des Kühlmittels sind besondere Anschlußteile notwendig. Ein solches Anschlußteil, bei dem Kühlgas am Ende einer metallgekapselten Hochspannungsleitung stirnseitig in den Innenleiter hineingeführt wird, ist z.B. aus der DT-OS 20 56 645 bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein solches Anschlußteil konstruktiv zu vereinfachen und es weiterhin so auszubilden, daß es an beliebiger Stelle in den Leitungszug eingesetzt werden kann. Dabei soll nur der hohle Innenleiter vom Kühlmittel durchströmt werden, der Gasraum zwischen Innenleiter und Kapselung jedoch aus Isolationsgründen in Rhe bleiben.
Hierzu weist erfindungsgemäß das in die Hochspannungsleitung in Abständen eingefügte Anschlußteil mindestens eine in die Kapselung eingelassene Öffnung zur Ein- und/oder Ausleitung des Kühlmittels auf, ist der gasdichte, hohle Innenleiter im Bereich des Anschlußteils mit mindestens einer Öffnung versehen und ist der Gasraum zwischen Innenleiter und Kapselung des Anschlußteils durch gasdichte Ringisolatoren vom Gasraum der anschließenden Leitung abgetrennt.
Durch eine solche Ausbildung des Anschlußteils wird eine aufwendige Durchführung für das Kühlgas erspart. Ferner ist die Kühlung an einem beliebigen, z.B. einem wärmemäßig besonders stark belasteten Abschnitt der Hochspannungsleitung möglich.
Der spannungsmäßig belastete SF6-Baum zwischen Innenleiter und Kapselung wird nicht durch von strömendem Gas autXwirbelten Staub beeinträchtigt. Durch das Einfügen von mehreren Anschlußteilen im Abstand von z.B. 1-2 km kann auch eine längere Strecke der Leitung gekühlt werden. Das Anschlußteil kann auch zur Kühlung von gekapselten HS-Schaltanlagen verwendet werden.
Die Erfindung soll anschließend mittels der Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Es zeigt: Fig. 1 ein in eine metallgekapselte Hochspannungsleitung eingefügtes Anschlußteil zur Innenleiterkühlung, Fig. 2 ein Teil des Innenleiters von Fig. 1, Fig. 3 ein in eine Knickstelle der Hochspannungsleitung eingefügtes Anschlußteil, Fig. 4 ein anderes Anschlußteil, bei dem Wärmeausdehnungen von Kapselung und Innenleiter ausgeglichen werden, Fig. 5 ein Anschlußteil, das zusätzlich auch kleine Winkeländerungen erlaubt, Fig. 6 einen Abschnitt einer dreiphasigen metallgekapselten Hochspannungsleitung mit Kühleinrichtung.
Das in Fig. 1 dargestellte Anschlußteil 3 ist zwischen den Enden 1,2 einer metallgekapselten, druckgasisolierten Hochspannungsleitung eingefügt. Sein Gasraum 10 ist durch Ringisolatoren 5,6 gasdicht gegenüber der Leitung abgeschlossen.
Durch die Öffnung 9 im Mantel 11 des Anschlußteiles kann das Kühlgas eingeführt oder abgeleitet werden. Mittels Bohrungen 8 durch die Wände des hohlen Innenleiters 4 ist der Gasraum 10 mit dem Inneren des Innenleiters 4 verbunden. Der Innenraum ist gegenüber dem Dielektrikum 21 gasdicht abgeschlossen. Bei Bedarf kann eine Seite des Innenleiters durch eine Scheibe 22 abgedichtet werden.
Fig. 2 zeigt, daß die Bohrungen 8 im Innenleiter 4 zur Feldglättung mit einem Drahtnetz 12 abgedeckt sind. Hierdurch wird die elektrische Festigkeit der Gasstrecke zwischen Innenleiter 4 und Mantel 11 erhöht.
In Fig. 3 ist eine Knickstelle in der Leitung dargestellt. Diese in Abständen sowieso notwendige Knickstelle wird dazu benutzt, diese auch gleichzeitig als Anschlußstelle zur Innenleiterkühlung nach dem gleichen Prinzip wie bei Fig. 1 auszubilden. Das durch die Öffnung 9 einströmende Kühlgas 7 kann hier nach beiden Richtungen in den Innenleiter 4 abfließen.
Die Ausführung der Anschlußstelle nach Fig. 4 ist in der Lage, Längenänderungen infolge Wärmeausdehnung der Innenleiter 4,13 sowie der Kapselung 1,2 auszugleichen. Das Anschlußteil 3 wird hier in zwei voneinander durch eine Trennwand 15 aus Isoliermaterial gasdicht abgeschlossene Abteile aufgegliedert. Jedes Abteil besitzt eine Öffnung 9,14 für die Zu- bzw. Ableitung des Kühlgases 7. Die aufgeweiteten Enden der Innenleiter werden durch über den Umfang verteilte kurze Seilenden 16, die gasdicht in die Trennwand 15 eingelassen sind, elektrisch verbunden.
Die Verschraubungen der Seilenden mit dem Innenleiter sind zur Feldglättung mit Ringen 24 abgedeckt. Um eine Längsverschiebung der Kapselungsteile zu ermöglichen, ist eine Dichtung 20 in das äußere Ende der Außenwand 19 eingefügt, die am Mantel 18 gasdicht anliegt. Der Durchmesser des Mantels 18 ist gegeniitber dem Durchmesser der Leitung 1,2 vergrößert, um die elektrische Beanspruchung herabzusetzen.
Anstelle starrer Seitenwände 17,19 können diese, wie in Fig. 5 gezeigt, auch aus dünnem, tiefgezogenem Blech bestehen. Die Seitenwände sind dann fest mit der Kapselung 1,2 und dem Mantel 18 verbunden, z.B. durch Verschweißung. Hierdurch können gegenüber der in Fig. 4 gezeigten Ausführung auch kleine Winkeländerungen zugelassen werden. Um eine ausreichende elastische Verformung der Blechwände zu ermöglichen, ist der Durchmesser des Mantels 18 noch weiter vergrößert.
In Fig. 6 ist gezeigt, wie die Anschlußteile gemäß der Erfindung in eine dreiphasige metallgekapselte Hochspannungsleitung eingefügt werden können. Die Kühl- und Pumpstationen 23 sind in Abständen von z.B. 1-2 km angeordnet. Die Pumpen können dabei so gesteuert werden, daß nur bei Bedarf ein Kühlgasumlauf erfolgt. In den beiden äußeren Leitungen fließt das Kühlgas in der einen Richtung, während es in der anderen Richtung durch die mittlere Leitung strömt. Natürlich sind auch andere Variationen dieser Anordnung denkbar.
Die Innenleiterkühlung kann auch nachträglich, nach Erreichen bestimmter obertragungsleStungen der metallgekapselten Hochspannungsleitung oder auch -Schaltanlage installiert werden, wenn die erfindungsgemäßen Anschlußteile schon bei der Verlegung vorsorglich eingefügt worden sind.
5 Seiten Beschreibung 6 Patentansprüche 2 Bl. Zeichnungen

Claims

Patentansprüche 0 Metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsleitung mit einem gasförmigen, den gasdichten, hohlen Innenleiter durchströmenden Kühlmittel und Anschlußteilen zur Zu- und/ oder Abführung des Kühlmittels nach außen, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Hochspannungsleitung (1,2) in Abständen eingefügte Anschlußteil (3) mindestens eine in die Kapselung (11) eingelassene Öffnung (9) zur Ein- und/oder Ausleitung des Kühlmittels (7) aufweist, daß der gasdichte, hohle Innenleiter (4) im Bereich des Anschlußteils (3) mit mindestens einer Öffnung (8) versehen ist, und daß der Gasraum (10) zwischen Innenleiter (4) und Kapselung (11) des Anschlußteiles (3) durch gasdichte Ringisolatoren (5,6) vom Gasraum der anschließenden Leitung (1,2) abgetrennt ist (Fig. 1).
Metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (8) des Innenleiters (4) zur Feldglättung mit einem den Innenleiter (4) umgebenden Drahtnetz (12) abgedeckt sind (Fig. 2).
3. Metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsleitung, nach Anspruch 1 und 2, mit einer zur Richtungsänderung in die Leitung eingefügten kugelförmigen Enickstelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Knickstelle zusätzlich als Anschlußteil zur Zu- und/oder Abführung des Kühlmittels ausgebildet ist (Fig. 3).
4. Metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (3) zwei Öffnungen (9,14) für das Kühlmittel (7) aufweist und von einer Trennwand (15) aus Isoliermaterial in zwei gasdichte Abteile getrennt wird, und daß die an ihren Enden aufgeweiteten Innenleiter (4,13) mittels über den Umfang verteilter, kurzer Seilenden (16), die gasdicht in die Trennwand (15) eingelassen sind, elektrisch verbunden sind (Fig. 4).
5. Metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Seitenwand (1?) des Anschlußteils (3) mit seinem ringförmigen Mantel (18) verschweißt ist, während die andere Seitenwand (19) zum Ausgleich der Wärmeausdehnung der Kapselungsteile (1,2) mittels einer Dichtung (20) gasdicht verschiebbar im Mantel (18) gelagert ist (Fig. 4).
6. Metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (17,19) des Anschlußteiles (3) aus dünnem, tiefgezogenem Blech bestehen und fest mit der Kapselung (1,2) und dem Mantel (18) verbunden sind, wobei die Wärmeausdehnung der Kapselungsteile (1,2) sowie kleine Winkeländerungen durch elastisches Verbiegen der Seitenwände (17,19) ermöglicht wird (Fig. 5).