DE2708359C3

DE2708359C3 - Innenraum-Hochspannungsschaltanlage

Info

Publication number: DE2708359C3
Application number: DE2708359A
Authority: DE
Inventors: Willi Ing.(Grad.) 1000 Berlin Olsen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-02-23
Filing date: 1977-02-23
Publication date: 1980-07-31
Also published as: CA1105101A; DE2708359A1; NO144862C; JPS53106441A; DE2708359B2; NO144862B; SE7801296L; SE430838B; NO780498L; SU698562A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Innenraum-Hochspannungsschaltanlage mit einer den Hochspannung führenden Leiter umschließenden, ein Isolierdruckgas, wie SF₆ oder ähnliches, enthaltenden rohrförmigen Kapselung und einer zum Anschluß an eine Freileitung bestimmten, druckgasisolierten Freiluftdurchführung für tiefe Außentemperaturen, die am äußeren Ende der die Wand des die Schallanlage umgebenden Gebäudes durchsetzenden Kapselung angeordnet ist.

Aus der »ETZ-A« 1973, Heft 7, insbesondere Seite 399, Bild 9, Seite 401, Bild 15 und Seite 416, Bild 6 oder der »Technischen Rundschau« Nr. 8 vom 24. Februar 1978, Seite 17, Bilder 11a und 13 sind derartige Iniienraum-Hochspannungsschaltanlagen bekannt

Die bekannten, mit unter Druck stehendem SFe-Gas isolierten Hochspannungsschaltanlagen arbeiten nach VDE' und IEC-Vorschriften in einem Umgebungstemperaiurbereich von -25°C bis +4O⁰C. In derartigen Hochspannungsschaltanlagen beträgt bei -25"C der Druck, bei dem eine Verflüssigung des Isoliermittels zu erwarten ist, 6 bar. Legt man einen Druck von beispielsweise 3,3 bar zugrunde, so ist eine Verflüssigung des Isoliermittels bei etwa —40⁰C zu erwarten. Unterhalb dieses Verflüssigungsdruckes steigt bei Hochspannungsschaltanlagen dieser Art der Aufwand für die elektrische Festigkeit und die dadurch bedingten größeren Abmessungen betrachtlich,

Um einer Verflüssigung des unter hohem Druck stehenden Löschmittels SFe bei Leistungsschaltern im angegebenen Temperaturbereich entgegenzuwirken, ist es bekannt, das Lösch- und Isoliermittel zu beheizen und einen Gasumlauf vorzusehen (vgl. DE-OS 16 65 169 und DE-AS 12 20 009).

Gasumwälzvorrichtungen für Hochspannungsschaltanlagen sind ferner aus den US-PS 28 61 119 und 28 78 300 sowie aus der GB-PS11 90 925 bekannt.

Dabei (US-PS 28 61 119) ist der Leiter in dem die Wand durchsetzenden Kapselungsstück und in einem daran anschließenden Abschnitt der vom Gebäude umgebenen Kapselung zur Führung eines Gasstromes

is hohl ausgebildet und weist im Bereich seines äußeren Endes einerseits und in dem durch einen gasdichten Stützisolator von dem Kapselungsstück getrennten, diesem benachbarten Kapselungsabschnitt andererseits Verbindungsöffnungen mit dem im betreffenden Kapselungsabschnitt befindlichen Gasraum für die Gasströmung auf, die von einer mit den vom Stützisolator abgeteilten Gasräumen verbundenen Umwälzvorrichtung in Gang setzbar ist Die bekannten Gasumwälzvorrichtungen dienen hierbei jedoch nicht zur Erwärmung, sondern zur Kühlung der mit hohem Strom betriebenen gekapselten Anlagenteile. Eine Gasumwälzung ist zwar auch bei der druckgasisolierten Schaltanlage gemäß den DE-OS 19 27 561 oder 24 57 763 bekannt; jedoch handelt es sich dabei um die Beseitigung von

Verunreinigungen und Feuchtigkeit.

Um Hochspannungsschaltanlagen der eingangs genannten Art Umgebungstemperaturen von z. B. —55° C aussetzen zu können, ist es im allgemeinen erforderlich, besondere Maßnahmen vorzusehen. Zwar vermag die Unterbringung druckgasisolierter Hochspannungsschaltanlagen an Gebäuden einen gewissen Schutz vor dem direkten Zugriff derart tiefer Temperaturen gewährleisten. Eine besondere Problematik ergibt sich aber, wenn eine derartige Schaltanlage eine zum Anschluß an eine Freileitung bestimmte druckgasisolierte Freiluftdurchführung aufweist, die der tiefsten Temperatur der Größenordnung von —55°C aussetzbar sein muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

■fs Innenraum-Hochspannungsschaltanlage der eingangs genannten Art anzugeben, die mit wirtschaftlichen Abmessungen und Betriebsdrücken arbeiten kann und ihre Isoliereigenschaft auch bei Temperaturen im Bereich um -55°C behält.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Leiter in der Freiluftdurchführung, in dem die Wand durchsetzenden Kapselungsstück und zumindest in einem daran anschließenden Abschnitt der vom Gebäude umgebenen Kapselung zur Führung eines Gasstromes hohl ausgebildet ist und im Bereich des freien Endes der Freiluftdurchführung einerseits und in dem durch einen gasdichten Stützisolator von dem Kapselungsstück getrennten diesem benachbarten Kapselungsabschnitt andererseits Verbindungsöffnungen mit dem umgebenden Durchführungsinnenraum bzw. mit dem im Kapsdungsabschnitt befindlichen Gasraum für die Gasströmung aufweist, die von einer mit den vom Stützisolator abgeteilten Gasräumen verbundenden Umwälzvorrichtung in Gang setzbar ist.

Durch Anwendung der Erfindung ist es möglich, die Gasdichte innerhalb der Durchführung, d. h. die dielektrische Festigkeit der druckgasisolierten, insbesondere mit SF₆ isolierten Freiluftdurchführung unab-

hängig von der Umgebungstemperatur auf einem vorbestimmten Wert zu halten, weil durch die Gasströmung eine Erwärmung der Freiluftdurchführung vom Inneren der druckgasisolierten Hochspannungsschaltanlage her möglich ist s

Besonders vorteilhaft ist es, wenn in an sich bekannter Weise (US-PS 28 61 119) die gasführenden Anschlußleitungen der auf Erdpotential liegenden Umwälzvorrichtungen in den Kapselungen der abgeteilten Gasräume münden. Man kann auf diese Weise die am Hochspan- ι ο nung führenden Leiter bei Belastung entstehende Verlustwärme durch einen Gasstrom direkt in die Freiluftdurchführung treiben und im Isolierraum zwischen dem Hochspannung führenden Leiter und der Kapselung bzw. dem Porzellanisolator der Freiluftdurchführung rückführen, ohne daß besondere Maßnahmen für die Isolierung der auf Erdpotential liegenden Umwälzvorrichtungen erforderlich werden.

Mit der Umwälzvorrichtung kann eine — wie oben dargelegt — an sich bekannte Heizeinrichtung versehen sein, um bei nur schwach belasteter oder unbelasteter Hochspannungsschaltanlage die Betriebsöereitschaft der Freiluftdurchführung und der druckgr.sisolierten Hochspannungsschaltanlage sicherzustellen.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert

Die F i g. 1 zeigt in einem Schnitt schematisch eine druckgasisolierte Innenraum-Hochspannungsschaltan-Iage. F i g. 2 zeigt eine Einzelheit dieser Schaltanlage mit einer druckgasisolierten Freiluftdurchführung.

In F i g. 1 ist innerhalb eines Gehäuses 1 eine druckgasisolierte Hochspannungsschaltanlage 2 schematisch dargestellt, die, wie insbesondere die Fig.2 zeigt, mit einer den Hochspannung führenden Leiter 3 umschließenden Kapselung 4 versehen ist und eine durch die Wand 5 des Gehäuses 1 vorgesehene Freiluftdurchführung 6 hat, die zum Anschluß an eine Freileitung bestimmt ist Voraussetzungsgemäß sollen außerhalb des Gehäuses 1 Temperaturen bis zu etwa —55°C herrschen, die die dielektrische Festigkeit der dieser Temperatur ausgesetzten Anlagenteile, insbesondere also im Inneren der Freüuftdurchführung 6, wegen der sinkenden Gasdichte infolge Verflüssigung beeinträchtigen können.

Wie die F i g. 2 in einem Schnitt zeigt, ist der Leiter .3, der die Hochspannung führt, in der Freüuftdurchführung 6, deren äußerer Mantel in üblicher Weise aus Porzellan bestehen kann, hohl ausgebildet Der Leiter 3 ist im Durchführungs-Innenraum 6e und auch in einem Teil der vom Gehäuse 1 umschlossenen Kapselung 4 zur Führung eines Gasstromes hohl ausgebildet

Er weist im Bereich des freien Endes 7 der Freiluftdurchführung 6 einerseits und in einem der Freüuftdurchführung 6 benachbarten Kapselungsabschnitt 4a, der durch einen gasdichten Stützisolator 8 vom Gasraum 9 der Freiluftdurchführung geschottet ist Durchtrittsöffnungen 10 auf. Durch diese Durchtrittsöffnungen 10 strömt in Richtung der in F i g, 2 dargestellten Pfeile das Gas, wobei die Gasströmung von einer mit dem Gasraum 9 des Kapseiungsstückes 46 einerseits und dem Gasraum 11 des Kapselungsabschnittes 4a andererseits verbundenen Umwälzvorrichtung 12 in Gang gesetzt wird. Hierzu münden die gasführenden Anschlußleitungen 13,14 der Umwälzvorrichtung 12 in den Kapselungen 4, 4a der abgeteilten Gasräume 9,11. Die Umwälzvorrichtung 12 liegt innerhalb des Gehäuses 1 und wird von der im Außenraum herrschenden tiefen Temperatur nicht beaufschlagt Eine wünschenswerte Erwärmung des, durch Pfeile angezeigten Gasstromes kann sich durch die Verlustwärme am Leiter 3 ergeben, die bei Nennbelastung der Schaltanlage entsteht

Es ist aber auch möglich, die Umwälzvorrichtung 12 mit einer Heizeinrichtung auszustatten, die für eine Erwärmung des aus der Anschlußleitung 14 angesaugten kühlen Isoliermittels sorgt so daß sich eine wirksame Beheizung der Freiluftdurchführung 6 ergibt, wenn die Schaltanlage abgeschaltet ist

Die geschilderte Anordnung hat den Vorteil, daß die Umwälzvorrichtung ohne weiteres auf Erdpotential angeordnet werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, die Beheizung der Gasräume und die Umwälzung von der Außentemperatur zu steuern, ohne den Aufwand an Steuerungsmitteln groß zu machen. Es ist möglich, die Umwälzung zugleich auch von der Leiter- oder Gastemperatur ein- bzw. auszuschalten.

Die beschriebene Lösung ist besonders in all den Fällen vorteilhaft, in denen bei vorgegebenen Dimensionen wegen der begrenzten Möglichkeit einer Druckerhöhung die Verwendung von technisch reinem SF₆ oder auch bei niedrigeren Temperaturen verflüssigenden Gasmischungen, z.B. SF₆ und Stickstoff, nicht zum Erfolg führen und bei denen zur wirksamen Drucksenkung eine besondere Konstruktion mit größeren Dimensionen speziell für Tief-Temperatur-Anwendung erforderlich wäre-

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Innenraum-HochspannungsschaJtanlage mit einer den Hochspannung führenden Leiter umschließenden, ein Isolierdruckgas, wie SF₆ oder ähnliches, enthaltenden rohrförmigen Kapselung und einer zum Anschluß an eine Freileitung bestimmten, druckgasisolierten Freiluftdurchführung für tiefe Außentemperaturen, die am äußeren Ende der die Wand des die Schaltanlage umgebenden Gebäudes durchsetzenden Kapselung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (3) in der Freiluftdurchführung (6), in dem die Wand (5) durchsetzenden Kapselungsstück (4b) und zumindest in einem daran anschließenden Abschnitt (4a) der vom Gebäude umgebenen Kapselung (4) zur Führung eines Gasstromes hohl ausgebildet ist und im Bereich des freien Endes (7) der Freiluftdurchführung (6) einerseits und in dem durch einen gasdichten Stützisolator (8) von dem Kapselungsstück (4b) getrennten, diesem benachbarten Kapselungsabschnitt (4a) andererseits Verbindungsöffnungen (10) mit dem umgebenden Durchführungsinnenraum (6a) bzw. mit dem im Kapselungsabschnitt (4a) befindlichen Gasraum (11) für die Gasströmung aufweist, die von einer mit den vom Stützisolator (8) abgeteilten Gasräumen (9, 11) verbundenden Umwälzvorrichtung (12) in Gang setzbar ist.

2. Innenraum-Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gasführender.- Anschlußleitungen (13, 14) der auf Erdpotential liegenden Umwälzvorrichtung (12) in den Kapselungen (4b, 4a) der abgeteilten Gasräume (9,11) münden.

3. Innenraum-Hochspannu.igsschaltanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzvorrichtung (12) mit einer Heizeinrichtung versehen ist