DE2739030C3

DE2739030C3 - Druckentlastungseinrichtung für eine metallgekapselte, gasisolierte Hochspannungsanlage

Info

Publication number: DE2739030C3
Application number: DE19772739030
Authority: DE
Inventors: Ing.(Grad.) Heinz 1000 Berlin Beer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-08-26
Filing date: 1977-08-26
Publication date: 1981-08-13
Also published as: DE2739030B2; DE2739030A1; JPS5446389A

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckentlastungseinrichtung für eine metallgekapselte, gasisolierte Hochspannungsanlage, die eine Gasaustrittsöffnung in der Kapselung und eine diese verschließende, aus einer niedrig schmelzenden Legierung bestehende Brechplatte umfaßt.

Eine derartige Druckentlastungseinrichtung für eine <to metallgekapselte, gasisolierte Hochspannungsanlage ist durch die DE-OS 25 42 961 bekannt. Bei dieser 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 bestimmiten Wert überschreitet. Tritt jedoch ein Störlichtbogen 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.

Ferner ist es aus der GB-PS 12 73 358 bekannt, bei einer Druckentlastungsvorrichtung für einen gasgefüllten Behälter eine Platzmembran vorzusehen, die so mittlere Öffnungen besitzt, vor denen ein in den Innenraum des Behälters ragendes federbelastetes Überdruckventil angeordnet ist. Der Ansprechwert dieses Überdruckventils ist geringer als der der Platzmembran, so daß zwischen beiden Werten liegende Druckerhöhungen einen Druckausgleich über das Überdruckventil zulassen, ohne daß die Platzmembran zerstört wird. Der AnsDrechwert der Platzmembran, der durch einen die Platzmembran spannenden Draht gegeben ist, ist jedoch ein völlig konstanter Wert, unabhängig davon, ob das Überdruckventil geöffnet oder geschlossen ist.

Ferner ist es bekannt, Reißscheiben von Gasbehältern aus Aluminiumblech zu fertigen (DE-AS 1171 372).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rasche zuverlässig ansprechende Druckentlastungseinrichtung für Hochspannungsanlagen der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, deren Ansprechwert sich bei Vorhandensein eines Störlichtbogens verringert, ohne daß es dazu elektrisch oder elektromagnetisch wirkender Hilfseinrichtungen bedarf.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Brechplatte eine Öffnung besitzt und daß im Austrittsweg der Gase durch die Öffnung ein Überdruckventil angeordnet ist, das einen niedrigeren Ansprechwert als die Brechplatte aufweist und dessen Ventilteller sich über eine Feder an einem Teil der Kapselung abstützt und im Ruhezustand auf dem Rand der Öffnung der Brechplatte von außen her anliegt, während er in geöffnetem Zustand des Überdruckventils in einem einen Spalt zum Rand der Öffnung belassende.! Abstand verbleibt.

Eine derartige Druckentlastungseinrichtung hat den Vorteil, daß im Ruhezustand der Ventilteller die Öffnung der Brechmembran von außen verschließt, so daß durch diesen glattwandigen Abschluß das Hochspannungsfeld nicht beeinträchtigt wird. Bei einem Anstieg des Druckes über den Ansprechwert des Überdruckventils wird bei äußerst kurze·· Ansprechverzögerung der Ventilteller nach außen bewegt, der Abstand geerdeter Teile zu den spannungsführenden Teilen wird also nicht verringert. Durch die Freigabe der Öffnung durch den Ventilteller entsteht aber ein gezielter Gasfuß durch die Öffnung in der Brechplatte. Bei Vorhandensein eines Störlichtbogens, der heiße Gase von Temperaturen von angenähert 100° zur Folge hat, bewirkt dann dieser Gasstrom, vom Öffnungsrand her ausgehend, eine Entfestigung der Brechplatte, so daß der Ansprechwert der Brechplatte absinkt. Da das Gas hinter der Öffnung durch den Ventilteller seitlich umgelenkt wird, wird der Rand praktisch beidseitig von Gas umflossen, wodurch sich die Wirkung der heißen Gase verstärkt. Dadurch wird dann der gesamte Querschnitt der Brechplatte für den Gasaustritt frei. Strömen lediglich kalte Gase durch die öffnung der Brechplatte, so werden zwar auch die Drucksteigerungen unterhalb des Ansprechwertes der Brechplatte abgebaut, dieser verringert sich dabei aber nicht. Die Druckentlastungseinnchtung als Ganzes bleibt hierbei vollkommen funktionsfähig.

Es ist vorteilhaft, zwischen der Brechplatte und einem Führungskörper für den Ventilteller des Überdruckventils einen die Öffnung der Brechplatte umgebenden hülsenförmigen, mit in der Hülsenwandung angeordneten, zum unteren Rand offenen Durchtrittsöffnungen für den Gasstrom versehenen, einen Anschlag für die Außenseite der Brechplatte bildenden Stützkörper anzuordnen. Dadurch wird unabhängig von Schwankungen des Druckes im Innern der Hochspannungsanlage innerhalb der zulässigen Grenzen eine definierte Auflagekraft des Ventiltellers gewährleistet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figur zeigt einen Schnitt durch eine Druckentlastungseinrichtung bei einer metallgekapselten, mit Schwefelhexafluorid isolierten Hochspannungs-

anlage.

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 Zwischenlage eines Dichtungsringes 7 eine Brechplatte 10 eingespannt, die aus einer niedrigschmelzenden Aluminiumlegierung besteht. Diese haben die Eigenschaft, daß sie ihre Festigkeit erst verhältnismäßig kurz vor Erreichen der Schmelztemperatur verlieren. 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 geführt 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 hülsenförmiger Stützkörper 17 angeordnet, der an seinem Umfang für den Durchtritt von Gasen mit Schlitzen 20 versehen ist. Auch dieser hülsenförmige Stützkörper 17 kann aus einer Aluminiumlegierung mit den erwähnten Eigenschaften bestehen.

Der Ventilteller 12 weist einen kleineren Durchmesser als die Brechplatte 10 auf und hat daher eine verhältnismäßig geringe Masse. Daher spricht das Oberdruckventil 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 Oberdruckventil 11 auch bei plötzlichen Drucksteigerungen zu öffnen, wie sie beim Entstehen eines Störlichtbogens in der Hochspannungsanlage, ζ. B. zwischen der Sammelschiene 2 und der Metallkapselung 1 hervorgerufen werden. Die aann 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 auch der hülsenförmige Stützkörper 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 Federn 14 lassen sich im Bedarfsfall auf einfache Weise versetzen. In jedem Fall werden eine neue Brechplatte 10 und ein Stützkörper 17 benötigt. Diese Teile lassen sich nach Lösen der Verbindung zwischen den Flanschen 4 und 6 in die Druckentlastungseinrichtung 3 einfügen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckentlastungseinrichtung für eine metallgekapselte, gasisolierte Hochspannungsanlage, die eine Gasaustrittsöffnung in der Kapselung und eine diese verschließende, aus einer niedrigschmelzenden Legierung bestehende Brechplatte umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechplatte (10) eine Öffnung (16) besitzt und daß im Austrittsweg der Gase durch die Öffnung (16) ein Überdruckventil (11) angeordnet ist, das einen niedrigeren Ansprechwert als die Brechplatte aufweist und dessen Ventilteller (12) sich über eine Feder (14) an einem Teil der Kapselung (1) abstützt und im Ruhezustand auf dem Rand der öffnung (16) der Brechplatte (10) von außen her anliegt, während

er in geöffnetem Zustand des Überdruckventils (11) in einem einen Spalt zum Rand der öffnung (16) belassenden Abstand verbleibt.

2. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Brechplatte (10) und einem Führungskörper (13) für den Ventilteller (12) des Überdruckventils (11) ein die Öffnung (1.6) der Brechplatte (10) umgebender hülsenförmiiger, mit in der Hülsenwandung angeordneten, zum unteren Rand offenen Durchtrittsöffnungen (20) für den Gasstrom versehener, einen Anschlag für die Außenseite der Brechplatte (10) bildender Stützkörper(17) angeordnet ist.

30