DE2627653A1

DE2627653A1 - OUTDOOR HIGH VOLTAGE FEEDTHROUGH FOR SF TIEF 6 COMPRESSED GAS ISOLATED ELECTRICAL SYSTEMS

Info

Publication number: DE2627653A1
Application number: DE19762627653
Authority: DE
Inventors: Till R Mueller
Original assignee: Emil Haefely et Cie SA
Current assignee: Trench Switzerland AG
Priority date: 1975-07-03
Filing date: 1976-06-19
Publication date: 1977-01-20
Also published as: FR2316709B1; FR2316709A1; ATA606575A; SE425336B; CH596646A5; GB1544485A; AT345368B; IT1071117B; SE7607627L

Description

DR. HEINZ FEDER DR. WOLF- D. FEDERDR. HEINZ FEDER DR. WOLF-D. FEDER

PATENTANWÄLTE DüsseldorfPATENT LAWYERS Düsseldorf

Akte 76-10/20-92 18. Juni 1976 Act 76-10 / 20-92 June 18, 1976

Emil Haefely & Cie. AG, Basel (Switzerland)

Preiluft-Hochspannungsdurchführung fürPreiluft high voltage bushing for

SF_-Druckgas-isolierte elektrische Anlagen, οSF_ compressed gas insulated electrical systems, ο

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Freiluft-Hochspannungsdurchführung für SFg-Druckgasisolierte elektrische Anlagen mit einem zentralen Leiterstab, einem gegen Witterungseinflüsse schützenden äußeren Hüllisolator und einer im Inneren desThe present invention relates to an outdoor high-voltage bushing for SFg compressed gas insulated electrical systems with a central conductor bar, one that protects against the effects of the weather outer shell insulator and one inside the

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Hüllisolators angeordneten Druckgasisolieranordnung.Envelope insulator arranged pressure gas insulation arrangement.

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Es sind Freiluft-Hochspannungsdurchführungen für SF,--Gas-isolierte Anlagen bekannt geworden, bei welchen der Freiluftporzellanisolator direkt als Druckgashülle dient, d.h. das Druckgas füllt den ganzen Innenraum des Porzellanisolators. Bei SF ,--isolierten Anlagen entstehen jedoch beim Auftreten von Lichtbogen starke Druckwellen, die es erforderlich machen, den Porzellanisolator durch ein geeignetes Mittel vor der direkten Einwirkung solcher Druckwellen zu schützen. Die Durchführung muss somit imstande sein, solche Druckwellen ohne Beschädigung aushalten zu können.There are open-air high-voltage bushings for SF, - gas-insulated systems are known in which the open-air porcelain insulator serves directly as a pressurized gas envelope, i.e. the pressurized gas fills the entire interior of the Porcelain insulator. With SF, - insulated systems arise however, if an electric arc occurs, strong pressure waves make it necessary to pass through the porcelain insulator a suitable means of protecting against the direct effects of such pressure waves. The implementation must therefore be able to be able to withstand such pressure waves without damage.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Freiluft-Hochspannungsdurchführung zu schaffen, die innerhalb des Porzellanisolators eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Aufnahme von Druckwellenbeanspruchungen in eier Form einer Druckgasisolienanordnung aufweist, welche zweckmässig auch Mittel zur Potentialsteuerung besitzt.The object of the present invention is therefore to provide an outdoor high-voltage bushing create a device for non-destructive absorption of pressure wave stresses within the porcelain insulator in the form of a compressed gas insulation arrangement has, which expediently also has means for controlling the potential.

Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die Druckgasisolieranordnung eine an der Basis der Durchführung gestützte, in den Hüllisolator hineinreichende und das Isoliergas nach aussen abdichtende, den Leiterstab teilweise glockenförmig umgebende Isolierstoff -Ummantelung ist, und dass zwischen der Innenwand des Hüllisolators und der Aussenwand der genannten Umman-The inventive solution to this problem is that the pressure gas insulating arrangement on the base of the bushing, which extends into the envelope insulator and seals the insulating gas from the outside, the conductor bar partially surrounding a bell-shaped insulating material -Sheath is, and that between the inner wall of the envelope insulator and the outer wall of the said Umman-

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telung ein mit einem Gas unter Umgebungsdruck oder leichtem Ueberdruck gefüllter ringförmiger Raum besteht.telung consists of an annular space filled with a gas under ambient pressure or slightly overpressure.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher beschrieben. Darin zeigtAn exemplary embodiment of the subject matter of the invention is given below with reference to the drawing, for example described in more detail. In it shows

Fig. 1 einen Durchführungsisolator der erfindungsgemässen Art im Längsschnitt, und1 shows a bushing insulator according to the invention Kind in longitudinal section, and

Fig. 2 den untern Teil einer Ausführungsvariante bezüglich der Mittel zur Potentialsteuerung bei einem erfindungsgemässen Durchführungsisolator.2 shows the lower part of an embodiment variant with regard to the means for controlling the potential in a bushing insulator according to the invention.

In der Zeichnung bezeichnet 1 einen Porzellanisolator, der durch nicht gezeigte Mittel auf einem metallischen Bodenflansch 2 zentriert ist, welcher seinerseits fest und druckdicht mit dem Druckgefäss eines SF,--isolierten Anlageteils verbunden ist. Zwischen dem untern Ende des Porzellanisolators 1 und dem Bodenflansch 2 ist eine Dichtung 3 angeordnet. Die Befestigung des Porzellanisolators auf dem Bodenflansch erfolgt auf später, beschriebene Weise. Zentral zur Durchführung erstreckt sich ein Leiter 4, dessen oberer Abschnitt 4¹ verjüngt gestaltet ist. Der Leiter 4 wird von einer druckdichten Isoliermaterialglocke 5 umgeben, deren unteres Ende,mittels eines Pressringes 6 und einer Dichtung 27 mit einem Befestigungsflansch 7 dicht verbunden ist, welcher einstückig am Bodenflansch 2 angeformt iäb. Der Bodenflansch 2 besitzt eineIn the drawing, 1 denotes a porcelain insulator, which is centered on a metal bottom flange 2 by means not shown, which in turn is firmly and pressure-tightly connected to the pressure vessel of an SF, - insulated system part. A seal 3 is arranged between the lower end of the porcelain insulator 1 and the bottom flange 2. The attachment of the porcelain insulator to the floor flange is carried out in the manner described later. A conductor 4, the upper section 4 ^{1 of which is} tapered, extends centrally to the implementation. The conductor 4 is surrounded by a pressure-tight insulating material bell 5, the lower end of which is tightly connected by means of a press ring 6 and a seal 27 to a fastening flange 7 which is integrally formed on the bottom flange 2. The bottom flange 2 has a

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zentrale Bohrung 8, durch welche sich der Leiter 4 erstreckt und in welcher eine Steuerelektrode 9 (Fig. 1) bzw. eine Steuerelektrodenanordnung 10, 11 (Pig. 2) mittels eines Isoliermaterialringes 12 zentriert ist. Die Bohrung 8, die Steuerelektroden und der Leiter 8 sind konzentrisch zueinander angeordnet.central bore 8 through which the conductor 4 extends and in which a control electrode 9 (Fig. 1) or a control electrode arrangement 10, 11 (Pig. 2) is centered by means of an insulating material ring 12. The bore 8, the control electrodes and the conductor 8 are arranged concentrically to one another.

Die Isoliermaterialglocke 5 ist als Druckgefäss aus vorzugsweise Giessharz oder glasfaserverstärktem Giessharz gestaltet und so in den Porzellanisolator eingebaut, dass nur die Innenseite der Glocke mit dem · unter Druck stehenden SF ,--Gas in Berührung steht. Zwischen der Innenwand des Porzellanisolators und der Aussenseite besteht ein ringförmiger Zwischenraum 13, der mit Luft unter Umgebungsdruck oder leichtem Ueberdruck oder mit SPg gleichen Druckes steht. Auf dem oberen Ende des Porzellanisolators sitzt eine Deckplatte 14, in deren zentralen Abschnitt die verjüngte Partie 4^f des Leiters 4 gegen Feuchtigkeitseintritt gedichtet verschiebbar durchgeführt ist, und die weiter mit Hilfe einer Ringdichtung 15 ihrerseits den Zwischenraum 13 gegen Eindringen von Feuchtigkeit schützt. Die Deckplatte 14 enthält ein Ueberdruckventil 26, um bei Druckbeanspruchung der Isoliermaterialglocke 5 oder bei Leckwerden derselben einen Druckaufbau im Innern des Porzellanisolators zu vermeiden.The insulating material bell 5 is designed as a pressure vessel made of preferably cast resin or glass fiber reinforced cast resin and built into the porcelain insulator in such a way that only the inside of the bell is in contact with the pressurized SF, gas. Between the inner wall of the porcelain insulator and the outside there is an annular space 13 which is under ambient pressure with air or slightly overpressure or with the same pressure SPg. On the upper end of the porcelain insulator is seated a cover plate 14, in the central portion of the tapered section 4 ^f of the conductor 4 sealed against moisture ingress is performed displaceable, which further protects by means of a ring seal 15 in turn, the gap 13 against ingress of moisture. The cover plate 14 contains an overpressure valve 26 in order to avoid a pressure build-up in the interior of the porcelain insulator when the insulating material bell 5 is subjected to pressure or when it leaks.

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Die Isoliermaterialglocke 5 reicht in den Isolatorhohlraum hinein und kann entweder ganz zylindrisch, oder entsprechend der Form des Isolatorhohlraums nur unten zylindrisch und nach oben sich konisch verjüngend gestaltet sein. Das Kopfende 16 der Isoliermaterialglocke 5 ist als Dichtungspartie zwischen dem Leiter 4 und der Glocke 5 gestaltet und ist entsprechend stabil ausgebildet. In diesen Bereich verjüngt sich der Leiter 4 unter Ausbildung einer konischen Schulter 17_} die mit einer Ringnute zur Aufnahme einer Dichtung 18 versehen ist. Die konische Schulter 17 bewirkt bei einem Druckanstieg im Innern der Isoliermaterialglocke 5 eine gesteigerte Dichtungswirkung zwischen Leiter und Glocke. Der Leiter ist auf der Aussenseite der Isoliermaterialglocke 5 mit einer Kontermutter 19 dichtschliessend mit der Glocke verschraubt.The insulating material bell 5 extends into the insulator cavity and can either be completely cylindrical or, depending on the shape of the insulator cavity, only cylindrical at the bottom and tapering conically at the top. The head end 16 of the insulating material bell 5 is designed as a sealing part between the conductor 4 and the bell 5 and is correspondingly stable. In this range, the conductor 4 of a conical shoulder _17} which is provided with an annular groove for receiving a seal 18 tapers to form. When the pressure inside the insulating material bell 5 increases, the conical shoulder 17 causes an increased sealing effect between the conductor and the bell. The conductor is screwed tightly to the bell on the outside of the insulating material bell 5 with a lock nut 19.

Pur die Befestigung des Porzellanisolators auf dem Bodenflansch 2 ist oberhalb der Deckplatte 14 eine allgemein mit 20 bezeichnete Federspannanordnung aufgebaut. Diese enthält beispielsweise eine Spannplatte 21, auf deren Unterseite Druckfedern 22 zentriert sind. Mit' einer Spannmutter 23, welche auf dem mit Gewinde versehenen verjüngten Oberteil 4' des Leiters 4 festziehbar ist, wird die Spannplatte 21 entgegen der Kraft der Federn 22 nach unten gedrängt. Dadurch wird auf denPurely the attachment of the porcelain insulator A spring tensioning arrangement, generally designated 20, is built up on the bottom flange 2 above the cover plate 14. This contains, for example, a clamping plate 21, on the underside of which compression springs 22 are centered. With' a clamping nut 23 which can be tightened onto the threaded tapered upper part 4 'of the conductor 4 is, the clamping plate 21 is urged against the force of the springs 22 downwards. This will result in the

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Leiterabschnitt V eine Zugkraft ausgeübt, welche am Kopfende 16 auf die Isolierraaterialglocke 5 übertragen wird. Der Pressring 6, welcher das untere Ende der Isoliermaterialglocke 5 festhält₃ überträgt die Zugkraft auf den Befestigungsflansch 7 am Bodenflansch 2, wodurch dieser gegen die Abdeckplatte l4 gedrängt wird. Damit wird der Porzellanisolator 1 zwischen den Bodenflansch 2 und die Abdeckplatte 14 geklemmt und dank der Nachgiebigkeit der Federn 22 auch bei variierender Länge der Isoliermaterialglocke 5 und des obern Leiterabschnitts 4' sicher festgehalten.Conductor section V exerts a tensile force which is transmitted to the insulating material bell 5 at the head end 16. The press ring 6, which holds the lower end of the Isoliermaterialglocke 5 ₃ transmits the pulling force to the mounting flange 7 on the base flange 2, whereby the latter is urged against the cover plate l4. The porcelain insulator 1 is thus clamped between the bottom flange 2 and the cover plate 14 and, thanks to the resilience of the springs 22, is securely held in place even when the length of the insulating material bell 5 and the upper conductor section 4 'vary.

Wie bereits erwähnt, sind im Innern der Isoliermaterialglocke 2 zur kapazitiven Potentialsteuerung eine (9s Fig. 1) oder mehrere (10, 11, Fig. 2) konzentrisch zum Durchführungsaufbau angeordnete Steuerelektroden vorgesehen. die aus Metall oder einem nichtmetallischen Leitermaterial bestehen können. Im Falle von mehreren Steuerelektroden sind diese, wie in Fig. 2 gezeigt, durch feste Isoliermaterialbrücken 25 miteinander verbunden. Metallische Steuerelektroden können blank oder zusätzlich mit einem Isolierstoff beschichtet sein. Die Steuerelektroden stehen in direktem Kontakt mit dem SFg-Gas der gekapselten Anlage und werden durch das Isoliergas voneinander isoliert. Die Aussenflache der Isoliermaterialglocke kann zur Verbesserung der Potentialsteuerung mit einerAs already mentioned, inside the insulating material bell 2 for capacitive potential control are a (9s Fig. 1) or several (10, 11, Fig. 2) concentrically Control electrodes arranged for the bushing structure are provided. those made of metal or a non-metallic conductor material can exist. In the case of several control electrodes, these are, as shown in FIG. 2, by solid insulating material bridges 25 connected to each other. Metallic control electrodes can be bare or additionally with a Be coated with insulating material. The control electrodes are in direct contact with the SFg gas of the encapsulated System and are isolated from each other by the insulating gas. The outer surface of the insulating material bell can improve potential control with a

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spannungsabhängig leitenden hochohmigen Schicht versehen sein."Die Innen- und auch die Aussenseite der Isoliermaterialglocke kann mit einer Lackschicht versehen sein, welche das Isoliermaterial gegen chemische Angriffe durch Zersetzungsprodukte (Lichtbogenzersetzung) des SF,--Provided a voltage-dependent conductive high-resistance layer "The inside as well as the outside of the insulating material bell can be provided with a layer of lacquer, which the insulating material against chemical attacks by decomposition products (arc decomposition) of the SF,

Gases schützt.Gas protects.

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Claims

Outdoor high-voltage bushing for SF, compressed gas-insulated electrical systems with a central conductor rod (4, H '), an outer shell insulator (1) protecting against the effects of weather and a compressed gas insulation arrangement (5) arranged inside the shell insulator, characterized in that the Compressed gas insulation arrangement (5) is an insulating material sheathing that is supported on the base of the bushing, extends into the sheath insulator (I) and seals the insulating gas to the outside, the conductor rod (4) is partially bell-shaped, and that between the inner wall of the sheath insulator and the outer wall of said casing consists of an annular space (13) filled with a gas under ambient pressure or slightly overpressure.

2) High-voltage bushing according to claim 1, characterized in that a number of control electrodes (9; 10, 11) which reach at least partially into the interior of the said casing and surround the conductor rod (4) concentrically and which are formed by elements (12; 25) are provided solid insulating material in the bushing base and insulated from the conductor rod with SFg gas.

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3) high-voltage bushing according to claim 2 _3, characterized in that the control electrodes (9; 1O ₅ 11) are made of metal.

4) high-voltage bushing according to claim 3, 2, characterized in that the control electrodes (9; 10, 11) are coated with insulating material.

5) high-voltage bushing according to claim 2, characterized in that the control electrodes (9; 10,

11) consist of a non-metallic conductor material.

6) high-voltage bushing according to claim 1, characterized in that said casing (5) is provided on its outside with a voltage-dependent conductive high-resistance layer (2A).

7) High-voltage bushing according to claim 1, characterized in that said annular space (13) is connected to the ambient air via a pressure relief valve (26).

8) High-voltage bushing according to claim 1, characterized in that the seal between said sheath (5) and the conductor bar contains an outwardly converging conical area (17) with a sealing insert (18), and that the conductor bar. is pulled into the conical area by means of a lock nut (19) against the sealing insert.

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