DE2624908A1

DE2624908A1 - Dreiphasig gekapselte, druckgasisolierte hochspannungsschaltanlage

Info

Publication number: DE2624908A1
Application number: DE19762624908
Authority: DE
Inventors: Werner Hopp; Werner Koenig
Original assignee: Brown Boveri und Cie AG Germany; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1976-06-03
Filing date: 1976-06-03
Publication date: 1977-12-15
Also published as: CH621439A5; DE2624908C2

Description

Dreiphasig gekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsschaltan-
lage Die Erfindung bezieht sich auf eine dreiphasig gekapselte, drwS gasisolierte Hochspannungsschaltanlage, mit scheibenförmigen Isolatoren, die an ihrem Umfang gehaltert sind, und zur Führung und gasdichten Durchverbindung der Phasenleiter Durchführungsw elemente aufweisen.
Scheibenförmige Isolatoren, die gleichzeitig auch zur Abschottung der Hochspannungsschaltanlage verwandt werden, sind für elektrische und mechanische Beanspruchung zu bemessen.
Es ist eine Hocspannungsschaltanlage bekanntgeworden, deren als Tragisolatoren ausgebildete scheibenförmige Isolatoren zur Herabsetzung der Tangentialfeldstärke, insbesondere an der Stoßstelle zwischen Phasenleiter und Scheibenisolator, in diesem Bereich stark verbreitert sind. Zwar ist die Stoßstelle elektrisch entlastet, doch ist die Feldstärke am Ubergang vom sehr breiten Fuß des Isolators zu seiner übrigen Dicke, angestiegen, was sich als ungünstig erweist.
Ferner sind dreiphasig gekapselte Sammelschienen für Hochspannungsschaltanlagen bekanntgeworden, mit Tragisolatoren, die der hier geforderten elektrischen und mechanischen Bedingungen genügen, aufgrund ihrer konstruktiven Formgebung als Schottisolatown aber nicht in Frage kommen.
Es sind weiterhin für eine Hochspannungsschaltanlage scheibenförmige Isolatoren (im weiteren kurz Isolatoren genannt) vorgeschlagen worden, die zur günstigen Beeinflussung der TangeSial-1 feldstärke Eingußarmaturen aufweisen, über die die Phasenleiter ! verbunden sind, und welche unmittelbar die Stoßstelle mit dem Isolator bilden. Durch eine umlaufende Ausbauchung am Umfang der Eingußarmatur, welche im Isolator eingebettet ist, wird zwar eine elektrische Entlastung der Stoßstelle erreicht, bei hoher seitlicher Druckbelastung des Isolators können aber schädliche Materialspannungen durch Materialpresslmgen an der Flanke der Ausbauchung des Isolators entstehen. Ferner begünstigt die Art der Halterung des Isolators in der Ringarmatur ein Durchbiegen desselben, indem dieser in dieselbe zwar teilsweise hineinragt, aufgrund von Materialschnzpfungen aber zwischen beiden keine starre Verbindung besteht.
Dreiphasige Isolatoren die auch den Anforderungen als Schottisolatoren für eine Hochspannungsschaltanlage e-ntsprechen, sind nicht bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Isolator zu schaffen, der den elektrischen und mechanischen Anforderungen genügt, unter besonderer Berücksichtigung der seitlichen Tragkraft, der mechanischen Steifigkeit, bzw. der Verringerung der Durchwölbung (Durchbiegung) des Isolators bei unterschiedlicher, seitlicher Druckbelastung, hervorgerufen durch eine Druckdifferenz des Isolier- oder Schaltgases zwischen den beiden Seiten des Isolators.
Diese Aufgabe wird bei einer ersten Ausführungsform dadurch gelöst, daß als Durchführungselemente Eingußarmaturen vorgesehen sind, die im längsschnitt nach innen gewölbt sind, daß der Isolator im Querschnitt eine Einschnürung aufweist, die ringförmig die drei Phasenleiter umfaßt, und daß der Isolator im Bereich innerhalb der Einschnürung annähernd so dick oder dicker ist, wie an seinem Umfang außerhalb der Einschnürung.
Dabei erweist sich die im Querschnitt konkave Form der Eingußarmatur als günstig, da bei hoher seitlicher Druckbelastung und minimaler Durchbiegung des Isolators das Material desselben in der Mulde der Eingußarmatur entsprechend gleiten kann, ohne daß es zu den eingangs erwähnten Materialpressungen kommen kann.
Die Aufgabe wird weiterhin in einer zweiten Ausführungsform dadurch gelöst, daß als Durchführungselement jeweils ein Phasenleiter an einem Ende einen zylindrischen Ansatz aufweist,der: durch eine Öffnung des scheibenförmigen Isolators hindurchragt und mit dem anderen Ende des Phasenleiters leitend verbunden ist, und daß beide Phasenleiterenden mit ihren Stirnseiten gegen den scheibenförmigen Isolator gasdicht anliegen, daß der scheibenförmige Isolator im Querschnitt eine Einschnürung aufweist, die ringförmig die drei Phasenleiter umfaßt, und daß der scheibenförmige Isolator im Bereich innerhalb der Einschnürung annähernd so dick oder dicker ist wie an seinem Umfang außerhalb der Einschnürung.
Durch günstige Materialverteilung und Formgebung werden die Widerstandsmomente des Isolators genau an den Stellen erhöht, an denen im Betriebsrall-die größten Biegekräfte durch Deuckbelastung auftreten. Diese Stellen sind insbesondere der Mittenbereich innerhalb der Anordnung der drei Phasen, sowie bei fester Randeinspannlmg des Isolators die Zone im Einspannbereich.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Isolator eine Ringarmatur mit einem an ihrer Innenseite umlaufenden Steg aufweist, auf dessen Flanken der Isolator aufgeschrumpft ist.
Bei einer starren Befestigung des Isolators in axialer Richtung werden die Biegekräfte von den Widerstandsmomenten des Isolators sofort aufgenommen und es erfolgt nur eine minimale Durchbiegung desselben. Ist der Isolator hingegen an seinem Umfang nicht starr befestigt, etwa weil sich aufgrund von Materialschrumpfung dünne Luftspalte gebildet haben und damit ein gewisses Spiel vorhanden ist, so geht dasselbe bei Belastung mit in die Durchbiegung des Isolators ein und vergrößert dieselbe.
Eine möglichst minimale Durchbiegung des Isolators ist besonders dann wichtig, wenn dieser zur Halterung eines Schubtrenners verwendet wird, da wegen der Hubbewegung des Trennerstjfts schon eine geringe Durchbiegung des Isolators eine größere Winkel abweichung zur Folge hat, so daß der Trennerstift den Gegenkontakt verfehlen kann.
Dadurch, daß der Isolator auf den Steg der Ringarmatur auf geschrumpft ist, ist er in axialer Richtung fixiert, während er durch geringe Luftspaltvorgabe an seinem Umfang in radialer Richtung Wärmedehnungen aufnehmen kann.
Bei einer direkten Befestigung des Isolators am Flansch der Kapselung mit Schraubenbolzen ist es vorteilhaft, die Berührung flächen zwischen dem Isolator und der Kapselung mit einer dauer elastischen Schicht zu versehen, so daß Materialdehnungen in radialer Richtung, wie sie aufgrund von erhöhten Temperaturen auftreten können, ohne weiteres ermöglicht werden.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen:' insbesondere darin, daß der Isolator gleich gute elektrische und mechanische Eigenschaften aufweist, so daß er auch hohen seitlichen Druckbelastungen bei nur unwesentlicher Durchbiegung standhält und schädliche Materialspannungen vermieden sind.
Anhand der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden.
Es zeigt: Fig. 1 einen montierten Isolator im Querschnitt; Fig. 2 eine Durchverbindung der Phasenleiter im Isolator.
In Fig. 1 ist ein Isolator 1 dargestellt mit Eingußarmaturen 2, über welche die Phasenleiter 3 durchverbunden sind Zur Verringerung des Verlaufs der Tangentialfeldstärke zwischen den Phasenleltern 3 und der Kapselung 4 der Hochspannungsschaltanlage ist der Isolator im Querschnitt mit einer Einschnürung 7 versehen. An seinem Umfang weist der Isolator eine Ringarmatur 5 auf, mit einem an ihrer Innenseite umlaufenden Steg 6 auf dessen Flanken der Isolator aufgeschrumpft ist. Der Isolator ist über die Ringarmatur 5 zwischen zwei F-lanschen 8 der Kapselung 4 befestigt. Zur Aufnahme von Wärmedehnungen in radialer Richtung sind am Umfang des Isolators Luftspalte 9 vorhanden. An seinen seitlichen Auflageflächen sind Nuten 10 für eine Dichtung vorgesehen.
Nach Fig. 2 geschieht die Durchverbindung der Phasenleiter im Isolator so, indem der Phasenleiter 13 an seinem einen Ende einen zylindrischen Ansatz 11 aufweist, der durch eine Öffnung 12 des Isolators hindurchragt und mit dem anderen Ende des Phasenleiters 13 leitend verbunden ist, und beide Phasenleiter über eine Spannvorrichtung (nicht dargestellt) mit ihren Stirnseiten gegen den Isolator gasdicht angepreßt werden. Damit der Isolator nach dem Gießen beim Herausnehmen aus der Form nicht beschädigt wird, sind die Öffnungen 12 leicht konisch ausgeführt. Die in der Fuge 15 auftretende Feldstärke kann durch einen darin angebrachten leitenden Belag gesteuert werden.
Selbstverständlich sind die dem Anmeldungsgegnstand entsprechenden Maßnahmen auch auf einpolige Hochspannungsschaltaiilagen anwendbar.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1. Dreiphasig gekapselte, druckgasisoleirte Hochspannungs schaltanlage, mit scheibenförmigen Isolatoren, die an ihrem Umfang gehaltert sind, und zur Führung und gasdichten Durchverbindung der Phasenleiter Durchführungselemente aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß als Durchführungselemente Bingu.ß armaturen vorgesehen sind, die im Längsschnitt- nach innen gewölbt sind, daß der scheibenförmige Isolator (1) im Querschnitt eine Einschnürung (7) aufweist, die ringförmig die drei Phasenleiter umfaßt, und daß der scheibenförmige Isolator.im Bereich innerhalb der Einschnürung annähernd so dick oder dicker ist, wie an seinem Umfang außerhalbder Einschnürung.
2. Dreiphasig gekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsschaltanlage, mit scheibenförmigen Isolatoren, die an ihrem Umfang gehaltert sind, und zur Führung und gasdichten Durchverbindung der Phasenleiter Durchführungselemente aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß als Durchführungselement jeweils ein ein Phasenleiter (13) an einem Ende einen zylindrischen Ansatz (11) aufweist, der durch eine Öffnung (12j des scheibenförmigen Isolators hindurchragt und mit dem anderen Ende des Phasenleiters leitend verbunden ist, und daß beide Phasenleiterenden mit ihren Stirnseiten gegen den scheibenförmigen Isolator gasdicht anliegen, daß der scheibenförmige Isolator (1) im Querschnitt eine Einschnürung (7) aufweist, die ringförmig die drei Phasenleiter umfaßt, und daß der scheibenförmige Isolator im Bereich innerhalb der Einschnürung annähernd so dick oder dicker ist, wie an seinem Umfang außerhalb der Einschnürung.
3. 3. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (12) des scheibenförmigen Isolators zur besseren Entformung leicht konisch ausgebildet sind.
4. Hochspannungsschaltanlage nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeicl?net, daß zur Verbesserung der elektrischen Festigkeit der Fuge (15) zwischen Phasenleiter und scheibenförmigem Isolator die Öffnung (12) mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen ist.
5. 5. Hochspannungsschaltanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenföF mige Isolator eine Ringarmatur (5) mit einem an ihrer Innenseite umlaufenden Steg (6) aufweist, auf dessen Flanken der scheibenförmige Isolator aufgeschrumpft ist.
6. Hochspannungsschaltanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Isolator (1) direkt an einem Flansch der Kapselung befestigt ist.
7. Hochspannungsschaltanlage nach .4nspruch6, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen zwischen dem scheibenförmigen Isolator (1) und Flansch mit einer dauerelastischen Schicht (16) versehen sind.