DE2624908C2

DE2624908C2 - Scheibenförmiger Stützisolator für eine dreiphasig gekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsleitung

Info

Publication number: DE2624908C2
Application number: DE19762624908
Authority: DE
Inventors: Werner 6802 Ladenburg Hopp; Werner 6805 Heddesheim König
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1976-06-03
Filing date: 1976-06-03
Publication date: 1982-11-04
Also published as: CH621439A5; DE2624908A1

Description

Die Erfindung betrifft einen scheibenförmigen Stützisolator für eine dreiphasig gekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsleitung einer Schaltanlage, der an seinem Umfang zwischen Flanschen der KaDselung gehaltert ist und zur Führung und gasdichten Durchverbindung der Phasenleiter Durchführungselemente aufweist

Scheibenförmige Isolatoren, die sowohl als Stützisolatoren als auch zur Abschottung einzelner Bereiche in einer Hochspannungsschaltanlage oder in Hochspannungsleitern einer derartigen Schaltanlage verwendet ίο werden können, sind für elektrische und mechanische Beanspruchungen zu bemessen. Die mechanischen Beanspruchungen können beispielsweise daraus resultieren, daß der Druck in einem Bereich der Anlage größer ist als in dem benachbarten Bereich, so daß der beide Bereiche voneinander trennende Schottisolator einem Differenzdruck unterworfen ist

Es ist ein Stützisolator bekanntgeworden (ETZ-A-Band 86 [1965], Heft 7, Seiten 198 bis 204, Bild 8), der zur Herabsetzung der Tangentialfeldstärke, insbesondere an der Stoßstelle zwischen dem Phasenleiter und dem Stützisolator, im Bereich des Phasenleiters stark verbreitert ist Zwar ist die Stoßstelle elektrisch entlastet, doch ist die Feldstärke am Obergang vom sehr breiten Fuß des Stützisolators zu seiner übrigen Dicke sehr groß, was sich als ungünstig erweist Ein derartiger Stützisolator ist beispielsweise auch aus der DE-AS 20 59 330 bekanntgeworden.

Es ist ferner ein scheibenförmiger Stützisolator bekanntgeworden (DE-AS 1615 039), der zur günstigen Beeinflussung der Tangentialfeld eine Eingußarmatur aufweist, der unmittelbar die Stoßstelle mit dem Isolator bildet Durch eine umlaufende Ausbauchung am Umfang der Eingußarmatur, die im Isolator eingebettet ist wird zwar eine elektrische Entlastung der Stoßstelle erreicht, die durch beidseitig zum Isolator im Bereich des Phasenleiters angeordnete Abschirmungen vergrößert wird. Bei hoher seitlicher Druckbelastung des Stützisolators können aber schädliche Materialspannungen durch Materialpressungen an der Flanke der Ausbauchung des Isolators nicht vermieden werden. Ferner begünstigt die Art der Halterung des Isolators in der Ringarmatur ein Durchbiegen desselben, in dem dieser in dieselbe zwar teilweise hineinragt aufgrund von Materialschrumpfungen aber zwischen beiden eine starre Verbindung nicht besteht

Es ist ferner ein Stützisolator bekanntgeworden (DE-AS 21 57 388) der scheibenförmig mit einem sich radial nach außen verjüngenden Querschnitt ausgebildet ist Eine Eingußarmatur im inneren Bereich des so Isolators, die ins Innere des Isolators hineinragt ist nicht beschrieben. Darüber hinaus kann der bekannte Stützisolator kaum zur Abschottung verwendet werden, weil Durchlässe definierter Dicke aufgrund der Herstellung des Stützisolators durch einen Wickelvorgang nicht verhindert sind.

Alle diese bekannten Isolatoren sind lediglich Stützisolatoren zum Stützen und Halten eines einzigen Phasenleiters innerhalb einer Kapselung. Isolatoren für eine dreiphasig gekapselte Hochspannungsschaltanlage oder Hochspannungsleitung, die auch den Anforderungen als Schottisolatoren für eine Hochspannungsschaltanlage entsprechen, sind nicht bekanntgeworden.

Aufgabe der Erfindung ist daher, einen scheibenförmigen Stützisolator der eingangs genannten Art zu schaffen, der den elektrischen und mechanischen Anforderungen unter besonderer Berücksichtigung der seitlichen Tragkraft und der mechanischen Steifigkeit genügt und bei dem die Durchwölbung des Stützisola-

tors bei unterschiedlicher, seitlicher Druckbelastung, hervorgerufen durch eine Druckdifferenz des Isolieroder Schaltgases zwischen den beiden Seiten des Stützisolators stark verringert wird. Diese Aufgabe wird bei einer ersten Ausführungsform dadurch gelöst, daß als Durchführungselemente Eingußarmaturen vorgesehen sind, die im Längsschnitt nach innen gewölbt sind, daß der scheibenförmige Isolator im Querschnitt eine Einschnürung aufweist, die ringförmig die drei Phasenleiter umfaßt, und daß der scheibenförmige Isolator im ι ο 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 Stützisolators das Material desselben in der Mulde der Eingußarmatur entsprechend gleiten kann, ohne daß es zu den eingangs erwähnten Materialpressur^en wie bei dem aus der DE-AS 1615 039 beschriebenen Stützisolator der Fall sein kann.

Die Aufgabe wird ferner 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 hhdurchragt 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 umfaSt, 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 Stützisolators genau an den Stellen erhöht, an denen im Betriebsfall die größten Biegekräfte durch Druckbelastung auftreten. Diese Stellen sind insbesondere der Mittenbereich innerhalb der Anordnung der drei Phasenleiter, sowie bei fester Randeinspannung des Stützisolators die Zone im Einspannbereich.

Bei der zweiten Ausführungsform sind die öffnungen des scheibenförmigen Stützisolators zur besseren Entformung leicht konisch ausgebildet Darüber hinaus kann zur Verbesserung der elektrischen Festigkeit der Fuge zwischen den Phasenleitern und dem scneibenförmigen Stützisolator die öffnung mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen sein. so

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, die für beide Ausführungsformen Verwendung Finden kann, besteht darin, daß der Stützisolator eine Ringarmatur mit einem an ihrer Innenseite umlaufenden Steg aufweist, auf dessen Flanken der Stützisolator aufgeschrumpft ist

Bei einer starren Befestigung des Stützisolators in axialer Richtung werden die Biegekräfte von den Widerstandsmomenten des Stützisolators sofort aufgenommen und es erfolgt nur eine minimale Durchbiegung desselben. 1st der Stützisolator hingegen an seinem Umfang nicht starr befestigt, etwa weii sich aufgrund von Materialschrumpfung dünne Luftspalte gebildet haben und damit ein gewisses Spiel vorhanden ist, so geht dieselbe bei Belastung mit in die Durchbiegung des Stützisolators ein und vergrößert dieselbe. Eine möglichst minimale Durchbiegung des Stützisolators ist besonders dann wichtig, wenn dieser zur Halterung eines Schubtrenners verwendet wird, da wegen der Hubbewegung des Trennerschaltkontaktes schon eine geringe Durchbiegung des Stützisolators eine größere Winkelabweichung zur Folge hat, so daß der Schaltkontakt den Gegenkontakt verfehlen kann. Dadurch, daß der Stützisolator auf den Steg der Ringarmatur aufgeschrumpft ist, ist er in axialer Richtung fixiert, wobei er durch geringe Luftspaltvorgabe an seinem Umfang in radialer Richtung Wärmedehnungen aufnehmen kann.

Bei einer direkten Befestigung des Stützisolators am Flansch der Kapselung mit Schraubenbolzen ist es vorteilhaft, die Berührungsflächen zwischen dem Stützisolator und der Kapselung mit einer dauerelastischen 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 erfindungsgemäß ausgebildete Stützisolator in gleicher Weise 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, in der zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind, soll die Erfindung näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 einen montierten, erfindungsgemäßen Stützisolator im Querschnitt, und

Fig.2 eine Durchverbindung der Phasenleiter im Stützisolator.

In F i g. 1 ist ein Stützisolator 1 (im folgenden kurz Isolator genannt) mit Eingußarmaturen 2 dargestellt, über die die Phasenleiter 3 durchverbunden sind. Zur Verringerung der Tangentialfeldstärke zwischen den Phasenleitern 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 mit einem an ihrer Innenseite umlaufenden Steg 6 auf, auf dessen Flanken der Isolator 1 aufgeschrumpft ist Der Isolator 1 ist über die Ringarmatur 5 zwischen zwei Flanschen 8 der Kapselung 4 befestigt Zur Aufnahme von Wärmedehnungen in radialer Richtung sind am Umfang des Isolators 1 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, daß jeder Phasenleiter 13 an seinem einen Ende einen zylindrischen Ansatz U aufweist der durch eine öffnung 12 des Isolators hindurchragt und mit dem anderen Ende des Phasenleiters 13 im anderen Bereich leitend verbunden ist Beide Phasenleiter werden über eine nicht weiter dargestellte Spannvorrichtung mit ihren Stirnseiten gegen den Isolator gasdicht angepreßt. 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 der Erfindung entsprechenden Maßnahmen auch auf einphasig gekapselte Hochspannungsleitungen für Schaltanlagen anwendbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Scheibenförmiger Stützisolator für eine dreiphasig gekapselte, druckgasisolierte Hochspannungleitung einer Schaltanlage, der an seinem Umfang zwischen Flanschen der Kapselung gehaltert ist und zur Führung und gasdichten Durchverbindung der Phasenleiter Durchführungselemente aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß als Durchführungselemente Eingußarmaturen (2) 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 (1) im Bereich innerhalb der Einschnürung (7) annähernd so dick oder dicker ist, wie an seinem Umfang außerhalb der Einschnürung.

2. Scheibenförmiger Stützisolator für eine dreiphasig gekapselte, druckgasisolierte Hochspannungleitung einer Schaltanlage, der an seinem Umfang zwischen Flanschen der Kapselung gehaltert ist und zur Führung und gasdichten Durchverbindung der Phasenleiter Durchführungselemente aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß als Durchführungselement jeweils ein Phasenleiter (13) an seinem Ende einen zylindrischen Ansatz (It) aufweist, der durch eine Öffnung (12) des scheibenförmigen Isolators (1) hindurchragt und mit dem anderen Ende des Phasenleiters (13) leitend verbunden ist, daß beide Phasenleiterenden mit ihren Stirnseiten gegen den scheibenförmigen Isolator (I) 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. Stützisolator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (12) des scheibenförmigen Isolators (1) zur besseren Entformung leicht konisch ausgebildet sind.

4. Stützisolator nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, 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. Stützisolator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Isolator eine Ringarmatur (5) mit einem an ihrer Innenseite umlaufenden Steg (6) aufweist, auf dessen Flanken der scheibenförmige Isolator aufgeschrumpft ist

6. Stützisolator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Isolator (1) direkt an einem Flansch (8) der Kapselung (4) befestigt ist

7. Stützisolator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen zwischen dem scheibenförmigen Isolator (1) und dem Flansch (8) mit einer dauerelastischen Schicht (16) versehen sind.