DE2739030A1

DE2739030A1 - Metallgekapselte, gasisolierte hochspannungsanlage mit einer druckentlastungseinrichtung

Info

Publication number: DE2739030A1
Application number: DE19772739030
Authority: DE
Inventors: Heinz Ing Grad Beer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-08-26
Filing date: 1977-08-26
Publication date: 1979-03-08
Also published as: DE2739030B2; DE2739030C3; JPS5446389A

Description

Metallgekapselte, gasisolierte Hochspannungsanlage
mit einer Druckentlastungseinrichtung Die Erfindung befaßt sich mit einer metallgekapselten, gasisolierten Hochspannungsanlage mit einer eine Austrittsöffnung und eine diese verschließende, aus einer niedrigschmelzenden Legierung bestehende Brechplatte umfassenden Druckentlastungseinrichtung.
Eine Hochspannungsanlage dieser Art ist beispielsweise durch die deutsche Offenlegungsschrift 25 42 961 bekannt geworden. Hierbei wird der im Störungsfall über den Erdleiter der Hochspannungsanlage fließende Strom dazu benutzt, die Öffnung der Brechplatte zu bewirken. Dies kann dadurch geschehen, daß der Strom zum Aufschmelzen der Brechplatte herangezogen wird.
Durch die genannte Offenlegungsschrift ist es ferner bekannt geworden, ein Überdruckventil als Druckentlastungseinrichtung zu verwenden. Das Ventil öffnet sich selbsttätig, wenn der Druck im Inneren der Anlage einen bestimmten Wert Uberschreitet. Tritt 3edoch ein Stbrlichtbogen auf, so führt dieser zu einer sofortigen Öffnung des Überdruckventils mit Hilfe eines elektromagnetischen Antriebes, der durch den über den Erdleiter der Hochspannungsanlage fließenden Strom eingeschaltet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gleichfalls rasch und zuverlässig ansprechende Druckentlastungseinrichtung für Hochspannungsanlagen zu schaffen, die jedoch keiner elektrisch oder elektromagnetisch wirkender Hilfseinrichtungen bedarf.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Brechplatte eine Öffnung besitzt und daß im Austrittsweg von Gasen durch die Öffnung der Brechplatte ein überdruckventil angeordnet ist. Dabei wird einerseits die Erkenntnis verwertet, daß Überdruckventile bei geeigneter Dimensionierung äußerst kurze Ansprechverzögerungen aufweisen. Andererseits ist es wesentlich, daß die beim Ansprechen durch das Überdruckventil freigegebene Gasströmung durch die Öffnung der Brechplatte verläuft und deren Ränder umstrwnt. Sind die Gase durch einen Störlichtbogen erhitzt, so wird die Brechplatte von den Rändern der Öffnung ausgehend entfestigt, wodurch sie ihren Halt verliert und der gesamte Querschnitt für den Gasaustritt frei wird.
Das Überdruckventil hat bei der Anordnung nach der Erfindung noch die Wirkung, daß auch langsamere und nicht mit einer Erhitzung des Isoliergases einhergehende Drucksteigerungen abgebaut werden.
Die Druckentlastungseinrichtung als Ganzes bleibt hierbei vollkommen funktionsfähig.
Eine vorteilhafte Anordnung des Uberdruckventils besteht darin, daß der Ventilteller im Ruhezustand auf der Öffnung der Brechplatte aufliegt. Dabei kann zwischen der Brechplatte und dem Führungskörper des Ventiltellers des Überdruckventils ein die Öffnung der Brechplatte umgebender Stützkörper angeordnet sein. Dadurch wird unabhängig von Schwankungen des Druckes im Inneren der Hochspannungsanlage innerhalb der zulässigen Grenzen eine definierte Auflagekraft des Ventiltellers gewährleistet.
Als Werkstoff für die Brechplatte eignen sich niedrigschmelzende Aluminiumlegierungen. Diese haben die Eigenschaft, daß sie ihre Festigkeit erst verhältnismäßig kurz vor Erreichen der Schmelztemperatur verlieren. Auch der erwähnte Stützkörper kann aus einer Aluminiumlegierung mit den erwähnten Eigenschaften bestehen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Figur dargestellten Äusführungsbeispieles näher erläutert. Die Figur zeigt einen Schnitt durch eine Druckentlastungseinrichtung bei einer metallgekapselten, mit Schwefelhexafluorid isolierten Hochspannungsanlage.
Die Metallkapselung 1 dient als Kapselung für einen Sammelschienenleiter 2, der mittels nicht dargestellter geeigneter Isolierkörper im Abstand von den Wandungen der Kapselung 1 gehalten ist. Zur Druckentlastung bei einer Steigerung des Gasdruckes im Inneren der Metallkapselung 1 dient die als Ganzes mit 3 bezeichnete Druckentlastungseinrichtung. Diese umfaßt einen an der Metallkapselung 1 angebrachten Flansch 4, auf den eine Umlenkarmatur 5 mit einem Flansch 6 aufgesetzt ist. Zwischen den Flanschen 4 und 6 ist unter ZwiXschenlage eines Dichtungsringes 7 eine Brechplatte 10 eingespannt, die aus einer niedrigschmelzenden Aluminiumlegierung besteht. Zwischen der Wandung der Umlenkarmatur 5 und der Brechplatte 10 ist ein als Ganzes mit 11 bezeichnetes Überdruckventil angeordnet, dessen Ventilteller 12 in einem Führungskörper 13 gegen die Kraft einer Schraubenfeder 14 verschiebbar geftihrt ist. Im Ruhezustand liegt der Ventilteller 12 mit einem Dichtungsring 15 am Rand einer Öffnung 16 der Brechplatte 10 auf und dichtet diese Öffnung ab. Zwischen dem Führungskörper 13 und der Brechplatte 10 ist ein Stützring 17 angeordnet, der an seinem Umfang für den Durchtritt von Gasen mit Schlitzen 20 versehen ist.
Der Ventilteller 12 weist einen kleineren Durchmesser als die Brechplatte 10 auf und hat daher eine verhältnismäßig geringe Masse. Daher spricht das Überdruckventil 11 nicht nur bei langsamen Drucksteigerungen an, wie sie beispielsweise mit einer betriebsmäßig bedingten Erhöhung der Temperatur der Hochspannungsanlage oder mit der vorübergehenden Speicherung einer größeren Gasmenge einhergeht. Vielmehr vermag das Überdruckventil 11 auch bei plötzlichen Drucksteigerungen zu öffnen, wie sie beim Entstehen eines Störlichtbogens in der Hochspannungsanlage, z. B. zwischen der Sammelschiene 2 und der Metallkapselung 1 hervorgerufen werden. Die dann durch die Öffnung 16 der Brechplatte 10 einsetzende Gasströmung bringt rasch das erhitzte Gas in Berührung mit der Brechplatte 10 im Bereich ihrer Öffnung 16, wodurch die Brechplatte erhitzt wird und ihre Festigkeit verliert. Zugleich wird aÜch der Stützring 17 erhitzt und entfestigt. Beide Vorgänge führen zur Freigabe der ganzen lichten Weite des Flansches 4 für den Austritt der Gase.
Je nach der Heftigkeit des Gasausbruches sind mehr oder weniger Teile der Druckentlastungseinrichtung 3 erneut verwendbar. Beispielsweise kann die Umlenkarmatur 5 und unter Umständen auch der Führungskörper 13 des Ventiltellers 12 verwendbar sein. Der Ventilteller 12 und die Feder 14 lassen sich im Bedarfsfall auf einfache Weise ersetzen. In jedem Fall werden eine neue Brechplatte 10 und ein Stützring 17 benötigt. Diese Teile lassen sich nach Lösen der Verbindung zwischen den Flanschen 4 und 6 in die Druckentlastungseinrichtung 3 einfügen.
1 Figur 4 Ansprüche Leerseite

Claims

Patentansprüche j 1. Metallgekapselte, gasisolierte Hochspannungsanlage mit einer eine Austrittsöffnung und eine diese verschließende, aus einer niedrigschmelzenden Legierung bestehende Brechplatte umfassenden Druckentlastungseinrichtung, d a d u r 0 h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Brechplatte (10) eine Öffnung (16) besitzt und daß im Austrittsweg von Gasen durch die Öffnung (16) ein Überdruckventil (11) angeordnet ist.
2. Metallgekapselte Hochspannungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (12) des Uberdruckventils (11) im Ruhezustand auf der Öffnung (16) der Brechplatte (10) aufliegt.
3. Metallgekapselte Hochspannungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Brechplatte (1C) und einem Fuhrungskörper (13) für den Ventilteller (12) des Uberdruckventils (11) ein die Öffnung (16) der Brechplatte (10) umgebender Stützkörper (17) angeordnet ist.
4. Metallgekapselte Hochspannungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechplatte (10) aus einer Aluminiumlegierung besteht.