DE2710843A1

DE2710843A1 - Metal encapsulated high pressure gas insulated bus duct - incorporates internal conducting rings as arcing points to absorb heat before circuit breakers act

Info

Publication number: DE2710843A1
Application number: DE19772710843
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Ing Heise
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1977-03-12
Filing date: 1977-03-12
Publication date: 1978-09-14

Abstract

The object is to assist in protecting the duct wall (1) against damage due to arcs between it and the central conductor. For this purpose local rings (2) are fitted to the inside of the duct wall. Each ring is electrically connected to the duct at one point but isolated over the remainder of its periphery. The intention is that an arc starting anywhere in the duct will quickly travel to the nearest arcing ring where the bulk of the heating will take place before the circuit is interrupted by the protection. The risk of burning a hole through the duct wall, and thereby necessitating extensive repairs, is thus greatly reduced.

Description

Gekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsanlage" Encapsulated, pressurized gas-insulated high-voltage system "

Die Erfindung bezieht sich auf eine gekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsanlage, in deren rohrförmiger Kapselung ein durch Isolierstützer getragener Innenleiter angeordnet ist.The invention relates to an encapsulated, pressurized gas insulated High-voltage system, in the tubular enclosure of which is supported by an insulating support Inner conductor is arranged.

In Druckgasisolierten, vorzugsweise metallgekapselten Hochspannungsanlagen besteht die Gefahr, daß sich z.B. infolge von Verunreinigungen im Innern der Kapselung ein Störlichtbogen ausbildet. Der zwischen dem Innenleiter und der geerdeten Metallkapselung brennende Lichtbogen bewegt sich im Innern der Kapselung von seiner Entstehungsstelle in Energieflußrichtung fort. Die Bewegung des Lichtbogens wird im allgemeinen nach kurzer Laufstrecke durch die im Innern der Kapselung angebrachten Isolierstützer gebremst. Der Lichtbogen brennt dann in der Nachbarschaft des mechanischen Hindernisses.In pressurized gas-insulated, preferably metal-enclosed high-voltage systems there is a risk that e.g. as a result of contamination inside the enclosure an arcing fault forms. The one between the inner conductor and the earthed metal enclosure burning arc moves inside the enclosure from its point of origin in the direction of energy flow. The movement of the arc will generally follow short walking distance through the insulating supports attached inside the enclosure braked. The arc then burns in the vicinity of the mechanical obstacle.

Er verursacht eine starke Erhöhung des Gasdruckes innerhalb der Kapselung. Durch die starke Erwärmung des Metalles an den Fußpunkten des Lichtbogens besteht außerdem die Gefahr, daß in die äußere Kapselungswand eine Offnung gebrannt wird und dadurch heiße Lichtbogengase ins Freie austreten können.It causes a strong increase in the gas pressure inside the enclosure. Due to the strong heating of the metal at the base of the arc there is there is also the risk of an opening being burned into the outer enclosure wall and thus hot arc gases can escape into the open.

Zur Verhinderung des Durchbrennens der Kapselung und der damit verbundenen Gefahren für das Bedienungspersonal der Anlage sind bereits verschiedene Maßnahmen bekannt geworden.To prevent the encapsulation and the associated items from burning through Various measures are already at risk for the operating personnel of the system known.

So ist z.B. in der DT-OS 23 60 071 die Kapselung in unmittelbarer Nachbarschaft der Isolierstützer beträchtlich verstärkt.For example, in DT-OS 23 60 071, the encapsulation is in the immediate vicinity The neighborhood of the insulating supports is considerably strengthened.

Hierdurch wird es einem an dieser Stelle brennenden Lichtbogen erschwert, ein Loch in die Kapselungswand zu brennen. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht jedoch darin, daß durch die starke Erwärmung des Metalles an den feststehenden Lichtbogenfußpunkten eine große Menge von Abbrandmaterial entsteht.This makes it difficult for an arc burning at this point to to burn a hole in the enclosure wall. There is a disadvantage to this arrangement however, that due to the strong heating of the metal at the fixed arc roots a large amount of waste material is produced.

Hierdurch wird das Innere der Kapselung in unerwünschter Weise verschmutzt. Weiterhin kann der Isolierstützer durch die Unmittelbare Nachbarschaft des Lichtbogens beschädigt werden.As a result, the interior of the encapsulation is contaminated in an undesirable manner. Furthermore, the insulating support can be caused by the immediate vicinity of the arc to be damaged.

In einer anderen Anordnung (DT-OS 21 65 283) sind die Isolierstoffstützer so ausgebildet, daß sie den laufenden Störlichtbogen nicht aufhalten können. Der Lichtbogen läuft in diesem Falle bis zu einem Endgehäuse der Schaltanlage und brennt hier so lange, bis er durch einen Leistungsschalter ausgeschaltet wird. Das Endgehäuse ist wiederum zur Verhinderung des Durchbrennens mit erhöhter Wandstärke ausgebildet. Diese Anordnung kann jedoch nicht verwendet werden, wenn die Anlage durch die Isolierstoffstützer in einzelne, gasdicht gegeneinander geschottete Räume aufgeteilt ist, da in diesem Falle die Stützer durch den Lichtbogen nicht überlaufen werden können.In another arrangement (DT-OS 21 65 283) are the insulating material supports designed so that they cannot stop the current arc fault. Of the In this case, the arc runs as far as a rear housing of the switchgear and burns here until it is switched off by a circuit breaker. The backshell is again designed to prevent burning through with increased wall thickness. However, this arrangement cannot be used if the installation is through the insulating material support is divided into individual, gas-tight sealed rooms, as in this Fall, the support cannot be overrun by the arc.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, insbesondere für eine gekapselte Hochspannungsanlage mit gegeneinander gasdicht geschotteten Abschnitten eine Vorrichtung anzugeben, die einen in Leiterrichtung laufenden Lichtbogen auffängt, ohne daß es an dieser Stelle zum Durchschmelzen der Kapselungswand oder zur Beschädigung des Isolierstützers kommt.The object of the present invention is, in particular for an encapsulated High-voltage system with mutually gas-tight partitioned sections a device specify which intercepts an arc running in the direction of the conductor without it at this point to melt through the enclosure wall or to damage the Insulator comes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by the features in the characterizing part of the claim 1 contained features solved.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind in der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Einrichtung nach der Erfindung schematisch dargestellt.For a more detailed explanation of the invention, exemplary embodiments are shown in the drawing the device according to the invention shown schematically.

Es zeigen Fig. 1 einen Abschnitt einer gekapselten Hochspannungsanlage mit einer Lichtbogenlaufelektrode, Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 in der Ebene A - B, Fig. 3 ebenfalls einen Schnitt durch Fig. 1 in der Ebene A - B.1 shows a section of an encapsulated high-voltage installation with an arc electrode, FIG. 2 shows a section through FIG. 1 in the plane A - B, Fig. 3 also shows a section through Fig. 1 in the plane A - B.

In Fig. 1 sind mit 1 die Metallkapselung und mit 6 der durch Isolierstützer 4 getragene Innenleiter bezeichnet. In unmittelbarer Nachbarschaft des Isolierstützers 4 ist an der Innenwand der Metallkapselung 1 eine umlaufende ringförmige Schiene 2 angebracht. Die Schiene 2 (Lichtbogenlaufelektrode) ist an der Stelle 3 (Fig. 2) mit der Metallkapselung 1 elektrisch leitend verbunden. Der übrige Teil der Schiene 2 ist dagegen durch eine Isolierschicht 5 von der Kapselungswand isoliert. Die Isolierschicht 5 ragt zweckmäßig seitlich in den Zwischenraum zwischen Iaufelektrode 2 und Isolierstützer 4 hinein.In Fig. 1, 1 is the metal enclosure and 6 is the by insulating support 4 denotes worn inner conductor. In the immediate vicinity of the insulating post 4 is a circumferential ring-shaped rail on the inner wall of the metal encapsulation 1 2 attached. The rail 2 (arc electrode) is at the point 3 (Fig. 2) electrically connected to the metal encapsulation 1. The rest of the rail 2, on the other hand, is insulated from the encapsulation wall by an insulating layer 5. The insulating layer 5 expediently protrudes laterally into the space between the running electrode 2 and the insulating support 4 inside.

Beim Auftreten eines Störlichtbogens 7 innerhalb der Kapselung läuft dieser zunächst in Pfeilrichtung bis zur Lichtbogenlaufelektrode in axialer Richtung. Der Lichtbogen entfernt sich dabei von der Einspeisungsstelle (I). Sobald der kapselungsseitige Fußpunkt des Lichtbogens 7 die Laufelektrode erreicht hat, wird die Lichtbogensäule durch magnetische Eraftwirkung in Umfangsrichtung abgelenkt und rotiert an dieser Stelle bis zur Ausschaltung durch einen übergeordneten Leistungsschalter. Da die Laufelektrode aus einem im Vergleich zum Kapselungsmaterial lichtbogenfesteren Werkstoff hergestellt sein kann, z.B. Kupfer oder Stahl, und da ferner kein feststehender Lichtbogenfußpunkt entsteht, entwickelt sich eine geringere Menge von Abbrandprodukten. Die unter der Laufschiene hervorragende Isolierschicht 5 soll verhindern, daß der Lichtbogen die Laufelektrode überspringt.If an arcing fault occurs, 7 runs within the encapsulation this first in the direction of the arrow up to the arc electrode in the axial direction. The arc moves away from the feed point (I). As soon as the encapsulation-side When the base of the arc 7 has reached the barrel electrode, the arc column becomes deflected by magnetic force in the circumferential direction and rotates on this Position until it is switched off by a higher-level circuit breaker. Since the Barrel electrode made of a material that is more arc-resistant than the encapsulation material can be made, e.g. copper or steel, and furthermore not a fixed one Arcing root occurs, a smaller amount of burn-up products develops. The outstanding under the running rail insulating layer 5 is to prevent the Arc skips the barrel electrode.

Auf dem Innenleiter kann an dieser Stelle ebenfalls ein Ring aus abbrandfestem Metall aufgebracht sein (nicht gezeichnet).A ring made of non-erosive material can also be placed on the inner conductor at this point Metal be applied (not shown).

Dieser Ring kann entweder einteilig ausgeführt werden, oder entsprechend der kapselungsseitigen Laufelektrode aus einzelnen Schienen bestehen.This ring can either be made in one piece or accordingly the run electrode on the encapsulation side consist of individual rails.

In Fig. 3 ist eine nach dem selben Prinzip wie in Fig. 2 arbeitende Vorrichtung gezeigt, die aus drei Schienen 2' aufgebaut ist. Wie in den Fig. 1 und 2 wird auch hier die Lichtbogensäule 7 durch die auf sie einwirkenden magnetischen Kräfte in radialer Richtung abgelenkt und zum Rotieren gebracht.In Fig. 3 is a working according to the same principle as in Fig. 2 Device shown, which is composed of three rails 2 '. As in Figs. 1 and 2 here, too, the arc column 7 becomes through the magnetic acting on it Forces deflected in the radial direction and made to rotate.

Die Vorteile der beschriebenen Anordnung liegen vor allem darin, daß die Gefahr einer Beschädigung der Kapselung durch den Lichtbogen erheblich vermindert wird, da die Lichtbogenfußpunkte nicht feststehen, sondern umlaufen und die in ihnen umgesetste Energie auf den gesamten Umfang der Kapselung bzw.The advantages of the arrangement described are mainly that the risk of damage to the encapsulation by the arc is considerably reduced because the arc base points are not fixed, but revolve and those in them converted energy over the entire circumference of the enclosure or

der Iaurschiene verteilt wird. Da sich der Lichtbogen nicht unmittelbar an den Isolierstoffstützer anlegt, kann auch eine Beschädigung des Stützers verhindert werden.the Iaurschiene is distributed. Because the arc is not immediate applied to the insulating material support can also prevent damage to the support will.

4 Seitan Beschreibung 5 Patentanspräche 1 B1 Zeichnung ( 3 Fig.) L e e r s e i t e4 Seitan description 5 patent claims 1 B1 drawing (3 fig.) L. e e r e i t e

Claims

Claims encapsulated, compressed gas insulated high-voltage system, in its tubular encapsulation an inner conductor supported by insulating supports runs, characterized in that at least one point on the inside of the encapsulation (1) one made of ring-shaped rails (2, 2 '), which the inner conductor (6) Surrounded concentrically, built-up arc electrode divided in the circumferential direction is attached, wherein one end (3) of the rails (2,2 ') with the encapsulation (1) electrically is conductively connected, but the remaining section of the rails (2, 2 ') from the encapsulation (1) is insulated by an insulating layer (5).

2. High-voltage installation according to claim 1, characterized in that the arc electrodes next to the insulating supports (4) or at the end the encapsulation are attached.

3. High-voltage system according to claim 1 and 2, characterized in that that the insulating layer (5) between the rails (2, 2 ') and the encapsulation (1) below protrudes from the rails (2).

4. High-voltage system according to claim 1 to 3, characterized in that that the rails (2, 2 ') and the insulating layer (5) made of erosion-resistant, arc-resistant Material.

5. High-voltage system according to claim 1 to 4, characterized in that that also the inner conductor with a similarly constructed arc electrode is provided.