DE2633355A1

DE2633355A1 - Gas filling system for encased HV switchgear - evacuates part of old gas and introduces pure gas by turbulent process

Info

Publication number: DE2633355A1
Application number: DE19762633355
Authority: DE
Inventors: Franz-Karl Dipl Ing Grossmann
Original assignee: Calor Emag AG
Current assignee: Calor Emag AG
Priority date: 1976-07-24
Filing date: 1976-07-24
Publication date: 1978-01-26
Also published as: DE2633355B2; DE2633355C3

Abstract

The installation is for changing the gas content of HV switchgear with filling with fresh gas after a preceding evacuation. The first of several steps involves evacuation of a part of the gas in the installation. This is followed by filling with pure gas by a turbulent process up to at least operational pressure. The compete sequence of steps may be repeated until the required mixture ratio is obtained. The gas used to fill the switchgear for arc suppression may be sulphus hexafluoride.

Description

Verfahren zum Füllen gekapselter Hochspannungs- Method of filling encapsulated high-voltage

anlagen mit einem Isoliergas Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. systems with an insulating gas The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.

Die hier zugrunde gelegten Schaltanlagen besitzen nur relativ dünne Blech- oder Isolierstoffkapselungen und können -insbesondere bei kastenförmiger Ausbildung - wegen ihrer großflächigen Wandungen nur geringe Über- oder Unterdrücke aushalten. Sie werden daher mit Atmosphärendruck oder nur geringem Überdruck des Isoliergases betrieben. Als gängige Betriebsdrücke haben sich Überdrücke von 0,2 bis 0,3 bar herausgestellt.The switchgears used here are only relatively thin Sheet metal or insulating material encapsulation and can - especially with box-shaped Training - because of their large walls, only slight positive or negative pressures endure. They are therefore with atmospheric pressure or only a slight excess pressure of the Insulating gas operated. Overpressures of 0.2 have proven to be common operating pressures exposed to 0.3 bar.

Solche Anlagen sind wesentlich billiger und universeller einsetzbar als die bekannten Anlagen, deren Kapselung aus schweren Metallguß- oder Schweißkonstruktionen - wenngleich evakuierbar - aufgebaut ist.Such systems are much cheaper and can be used more universally than the known systems, whose encapsulation is made of heavy cast metal or welded constructions - although it can be evacuated - is set up.

Es ist bekannt (Heft 3 - 1966 der Beihefte der ETZ, S. 37) Anlagengefäße mit SF6 nach der sogenannten Verdrängungsmethode zu füllen. Dabei strömt das Isoliergas bei der Füllung durch eine Offnung im Boden des Gefäßes ein und verdrängt auf Grund seines fünffachen Gewichts die darin befindliche Luft, die durch Öffnungen im Deckel entweicht.It is known (Issue 3 - 1966 of the ETZ supplements, p. 37) Plant vessels to be filled with SF6 according to the so-called displacement method. The insulating gas flows in the process when filling through an opening in the bottom of the vessel and displaced due to the ground its five times its weight that in it Air that through Openings in the lid escapes.

Diese Methode hat Nachteile.This method has disadvantages.

Sie ist ohne weiteres nur erfolgreich bei einfachen symmetrischen Anlagenteilen mit strömungsgünstigen Einbauten, wie z.D. rohrförmige Sammelschienenleitungen. Bei kastenförmigen Anlagengehäusen mit den unterschiedlichsten Einbauten, wie Schalter, Sammelschienen usw., s ist ihre Anwendung schwierig.Without further ado, it is only successful with simple symmetrical ones System parts with aerodynamic fittings, such as e.g. tubular busbars. In the case of box-shaped system housings with a wide variety of built-in components, such as switches, Busbars, etc., it is difficult to use them.

Es besteht die Gefahr der Wirbelbildung und der Vermischung mit der zu verdrängenden Luft. Andererseits bewirkt ein zu langsames Einfüllen des Isoliergases eine Diffusion der Gase.There is a risk of vortex formation and mixing with the to be displaced air. On the other hand, the filling of the insulating gas is too slow a diffusion of the gases.

Die bekannte Füllung gestaltet sich zudem recht zeitraubend und das erreichte Ergebnis ist weitestgehend vom Geschick des Füllp ersonals abhängig Bei Isoliergasen mit geringeren Gewichtsunterschieden zu Luft als 5F6 - Gas, nimmt die Neigung, sich mit der Luft zu vermischen ohne diese zu verdrängen, naturgemäß zu, so daß die Verdrängungsmethode dann nicht mehr anwendbar erscheint Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Füllverfahren anzugeben, mit dem zuverlässig eine gemnschte Isoliergasdichte erreicht werden kann, das vom Gewicht des Isoliergases und der Gestalt der Anlage unabhängig ist und mit dem geringe Füllzeiten möglich sind Erreicht wird diese Aufgabe mit dem Kennzeichen des Anspruches 1.The well-known filling is also quite time-consuming and that The result achieved is largely dependent on the skill of the filling staff Insulating gases with a smaller weight difference to air than 5F6 - gas, takes the Tendency to mix with the air without displacing it, naturally to so that the displacement method then no longer appears to be applicable to the invention is therefore based on the task of specifying a filling method with which reliable a desired insulating gas density can be achieved depending on the weight of the insulating gas and the design of the system is independent and with the short filling times possible This task is achieved with the characteristic of claim 1.

Die Anwendung des neuen Verfahrens ist besonders bei Hochspannungsschaltanlagen angezeigt, die aus einzelnen iscliergasgefüllten Blechkästen zusammengestellt sind. Diese sind so ausgelegt, daß sie - ohne ihre Sicherheitsgrenze zu erreichen - eine gewisse Überlastung durch Überdruck bzw.The application of the new process is particularly important for high-voltage switchgear displayed, which are composed of individual sheet metal boxes filled with gas. These are designed so that they - without reaching their safety limit - a certain overload due to overpressure or

Unterdruck, hervorgerufen durch Stromwärme und/oder klimatische Veränderungen, aushalten können. Zweckmäßigerweise wird man nun beim Füllen derartiger Gehäuse bis an die zulässig mögliche Belastung der Anlagenkapselung herangehen, um die Anzahl der Verfahrensschritte gering halten zu können.Negative pressure caused by electricity heat and / or climatic changes, can endure. Appropriately, you will now when filling such a housing up to the permissible possible load on the system encapsulation, by the number to be able to keep the procedural steps low.

Als Beispiel sei angenommen, die Blechkapselung einer Anlage hält als maximal zulässige Belastung einen Ueberdruck von 0,5 bar und einen Unterdruck von 0,5 bar aus. Zur Füllung wird man zunächst die in der Anlage befindliche Luft bis auf einen Unterdruck von 0,5 bar absaugen und sodann reines Isoliergas bis zu einem Überdruck von 0,5 bar turbolent auffüllen. Der turbolente Füllvorgang erreicht eine rasche Vermischung der Gase. Nunmehr ist in der Anlage noch ein Luftanteil von etwa 33, 3°h vorhanden. Wiederholt man den Verfahrensvorgang mit den angegebenen Drücken, so verringert sich der Luftanteil bereits auf etwa 11,1% des Gesamtgasgemisches und bei einer weiteren Wiederholung ist Luft nur noch zu 3,7% enthalten, was zum Betrieb der Anlage mit SF6 - Isoliergas in den meisten Fällen ausreichen wird. Zum Schluß wird der Durck auf Betriebsdruck abgesenkt. Das Mischungsverhältnis bleibt davon unberührt.As an example, let us assume the sheet metal encapsulation of a system holds the maximum permissible load is an overpressure of 0.5 bar and a negative pressure from 0.5 bar. The air in the system is first used for filling Suction up to a vacuum of 0.5 bar and then pure insulating gas up to fill turbolent to an overpressure of 0.5 bar. The turbulent filling process is achieved rapid mixing of the gases. Now there is still some air in the system present from about 33.3 ° h. If you repeat the procedure with the specified Pressing, the proportion of air is already reduced to about 11.1% of the total gas mixture and with a further repetition, air is only 3.7% contained, which is the Operation of the system with SF6 insulating gas will be sufficient in most cases. To the Finally, the pressure is reduced to operating pressure. The mixing ratio remains unaffected by it.

Dieser Vorgang läßt sich voll automatisieren. Es können dafür die bereits vorhandenen Servicewagen für SF nach einem entsprechenden Umbau eingesetzt werden. Bekanntlich pumpen derartige SF6 - Servicewagen bei Bedarf das SF6 aus der Anlage ab und speichern es in flüssiger Form; sie können weiterhin eine Trocknung der Anlage durchführen.This process can be fully automated. The already existing service car for SF used after a corresponding conversion will. It is known that such SF6 service vehicles pump the SF6 out of the tank when required Plant and store it in liquid form; they can continue drying the system.

Diese Geräte lassen sich auch für die Wiedergewinnung des SF6 - Gases aus dem der Anlage entnommenen Gasgemisch von Luft und SF6 verwenden, da sie bereits einen Verdichter und ein Kühlaggregat enthalten. Das Gasgemisch kann sofort aufbereitet oder aber zunächst in eine Vorratsflasche unter Druck abgefüllt werden.These devices can also be used for the recovery of the SF6 gas from the gas mixture of air and SF6 taken from the system, since they are already contain a compressor and a refrigeration unit. The gas mixture can be processed immediately or they can first be filled into a storage bottle under pressure.

Zur Wiedergewinnung des SF6 - Gases wird das Gasgemisch abgekühlt und ggf. verdichtet, wobei das SF6 sich verflüssigt.The gas mixture is cooled to recover the SF6 gas and if necessary compressed, whereby the SF6 liquefies.

Mit dem neuen Verfahren ist nahezu jedes Mischungsverhältnis erreichbar. Almost any mixing ratio can be achieved with the new process.

Claims

Claims O method for filling encapsulated high-voltage systems with an insulating gas such as SF6, which is suitable for a filling for reasons of strength not suitable after previous evacuation, characterized by the following process steps: a) Extraction of part of the gas in the system, b) Filling of pure insulating gas in a turbulent flow process up to at least operating pressure, c) Repeating the process steps according to a and b until a desired mixing ratio is reached.

2.) The method according to claim 1, characterized in that the the Gas mixture withdrawn from the system immediately or after intermediate storage for recovery the insulating gas contained therein is processed.