DE2741313A1 - Hochspannungs-kondensatordurchfuehrung mit einem gekuehlten innenleiter - Google Patents

Description

• Hochspannungs4 Kondensatordurchführung mit
• Beschreibung: Die Erfindung betrifft eine Hochspannungs-Kondensatordurchführung mit einem mit einer leicht verdampfenden Flüssigkeit teilweise gefüllten rohrförmigen Innenleiter.
• Die Kosten einer Hochspannungs-Durchführung werden wesentlich bestimmt durch die Abmeesungen des vorwiegend aus Porzellan bestehenden Isoliergehäuses. Seine Länge ist im allgemeinen durch die Spannung bestimmt, die der Innenleiter führt. Sein Durchmesser ist abhängig von der Feldverteilung zwischen Innenleiter und Isoliergehäuse. Diese Feldverteilung wird daher im allgemeinen durch einen Kondensatorwickel gesteuert. Ein weiterer Faktor, der den Durchmesser des Isoliergehäuses und des Kondensatorwickels wesentlich beeinflußt, ist der vom zu übertragenden Stromabhängige Durchmesser des Innenleiter. Da der Kondensatorwickel mit seiner oR großen Wandstärke die im Innenleiter entstehende Stromwärme schlecht ableitet und meist auch temperaturempfindlich ist, muß der Innenleiter einer Durchführung meist reichlicher dimentsioniert werden als eine entsprechende Freileitung.
• Bekannt ist nun das Prinzip des Wärmeleitrohres für die Nutzung der Sonnenenergie ("Wohnhaus mit Versuchsanlage für Nutzung von Sonnennor6ioZ von B. Dierich und H. Gehrke, elektrowärme international, Nov. 1975, 8. A 275-277). Diese bekannten Anwendungen des Wärmeleitrohres (heat-pipe) geben aber keinen Hinweis für die Anwendung dieses prinzips in elektrischen Durchführungen.
• Bekannt ist auch eine elektrische Durchführung, bei der ein üblicher Innenleiter von einer mit einer leicht verdampfenden Flüssigkeit gefüllten Kammer umgeben ist, die eine gleichmäßige Wärmeverteilung entlang des Innenleiters erreichen soll (US-PS 3 627 899). Diese Anordnung hat den Nachteil, daß sie den Durchmesser des Innenleiters und damit den des Kondensatorwickels und weiter des Isoliergehäuses noch weiter vergrößert und im Vergleich zum erzielten Nutzen sehr aufwendig ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochspannunge-Kondensatordurchführung mit möglichst geringem Durchmesser und damit geringen Kosten unter bestmöglicher Ausnutzung des Prinzips des Wärmeleitrohres zu schaffen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dennenleiter als Whrmeleitrohrrgestaltet ist und daß der Innenleiter an seinem freiliegenden Ende Kühlrippen trägt.
• gestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen @ bis 6 beschrieben.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es mit der beschriebenen Gestaltung möglich iet, die Strombelaetung einer Durchführung etwa zu verdoppeln, und den Durchmesser des Isolatorgehäuses um etwa 25 % zu vermindern. Daraus ergibt sich eine entsprechende Verminderung der Kosten für die gesamte Durchführung.
• Ausführungebeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dergestellt und werden im folgenden näher beschreiben. Es zeigen: Fig. 1 eine Durchführung schematisch im Schnitt, Fig. 2 eine Durchführung im Teilschnitt.
• In Fig. 1 ist eine Durchführung mit als Wärmeleitrohr gestaltetem Innenleiter 1 im Längeschnitt schematisch dargestellt. Der rohrförmige Innenleiter 1 trägt an seinem freien Ende 2 eine KWhlrippenanordnung 3. Die Innenwand 4 des Innenleiters 1 ist mit längsverlaufenden Rillen 5 versehen, die in der Figur nur angedeutet sind. Im unteren Teil des Innenleiters 1 befindet sich eine leicht verdampfende Wärmetransportflüssigkeit 6. Hierfür kann Wasser, Frigen oder eine andere geeignete Flüssigkeit gewählt werden. Der Innenleiter 1 ist an seiner Außenseite von einem Kondensatorwickel 7 umgeben, der für die gewünschte Verteilung des elektrischen Feldes sorgt. Ein den Kondensatorwickel 7 umgebendes Isoliergehäuse, wie es für Freiluft-Anordnung der Durchführung erforderlich wäre, ist in der Figur nicht gezeichnet. Der die Durchführung mit einer Wand verbindende Durchführungsflansch 9 liegt hier direkt auf der Außenseite des Kondensatorwickels 7. Der Anschluß der Stromleiter erfolgt an den Anschlußbolzen 8 und Sa.
• Die Funktion eines Wärmeleitrohres (heat-pipe) kann als bekannt vorausgesetzt werden und braucht hier nur kurz angedeutet zu werden.
• Die Wärmeleitflüssigkeit 6 verdampft an den wärmsten Stellen des Innenleitern 1 und entzieht des Innenleiter 1 die dafür nötige Verdampfungswärme. Die verdampfte Wärmeflüssigkeit 6 kondensiert an der kühlsten Stelle des Innenleiters 1, hier am freiliegenden Ende 2 und gibt dort die Verdampfungzwärme wieder ab. In den Rillen 5 wird die kondensierte Flüssigkeit 6 durch Kapillarwirkung wieder in den unteren ?eil des Innenleitere 1 geleitet. Die im freiliegenden Teil 2 do Innenleitern 1 durch Kondensation abgegebene Wärme wird durch die Kühlplattenanordnung 3 an die umgebende Luft abgegeben. Durch diese Anordnung ist es möglich. den durch die Strombelaetmg gegebenen Querschnitt und damit den Durchmesser des Innenleiters 1 wesentlich zu verringern. ohne daß der Kondensatorwickel 7 eine unzulässig hohe Temperatur annimmt. Der verringerte Außendurchmesser des Innenleiters 1 erlaubt es, auch einen kleineren Kondensatorwickel 7 su benutzen Co daß auch eine kleinere Außenisolierung verwendet werden kann. 3. ist ersichtlich, daß dadurch beträchtliche Kosten gespart werden können.
• In Fig. 2 ist eine ausgeführte Durchführung, teilweise im Längsschnitt dargestellt, Entsprechende Teile tragen die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1. Die dargestellte Durchführung in einer Länge von über 4 m ist für eine Betriebsspannung von 400 kV und einen Dauerstrom von 4000 A vorgesehen. Der Durchmesser des Befestigungaflansches 9 beträgt etwa 70 cm, der des für die Freiluftausführung vorgesehenen Isolators 10 etwa 55 cm. Ohne die erfindungsgemäße Ausführung des Innenleiters 1 als Wärmeleitrohr könnten maximal 2000 A zugelassen werden. Eine Durchführung für 4000 A ohne Kühlung würde einen Isolator 10 von etwa 75 cm Durchmesser benötigen und enteprechende Kosten verursachen. Der untere Leiteranschluß 8a und der Befestigungsflansch 9 sind für die Verbindung mit SF, SF'6-gefüllten Höchstspannungskabeln ausgelegt. Dementsprechend sind alle Hohlräume zwischen Innenleiter 1 und dem Isolator 10 mit SF6 gefüllt. Der Innenraum des Innenleiters 1 ist zu etwa 1/3 mit Frigen gefüllt, der restliche Raum ist evakuiert und hermetisch verschlossen. Die mechanische Verbindung zwischen Innenleiter 1 und Isoliergehäuse 10 erfolgt am oberen Ende über das mit dem Isoliergehäuse 10 verkittete Verbindungsstück 11, Mit ihm verschraubt ist die Kühlrippenanordnung 3 und der mehrteilige obere Leiteranschluß 8. Diese Anordnung ist von einem leitenden und mit abgerundeten Außenkanten ausgeführten Schutzgehäuse 12 umgeben, um die bei den hohen Betriebsspannungen auftretenden Glimm- und Sprüherscheinungen zu vermeiden,

Claims (6)

1. Ansprüche: 1. Hochspannungs-Kondensatordurchführung mit einem mit einer leicht verdampfenden Flüssigkeit teilweise gefüllten rohrförmigen Innenleiters d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der den Betriebsstrom fAhrende Innenleiter (1) als Wärmeleitrohr mit in seiner Innenwand längsverlaufenden Rillen (5) gestaltet ist, und daß er an seinem freiliegenden Ende (2) Kühlrippen (3) trägt.
2. 2. Durchführung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Rillen (5) weniger als 1 mm breit und weniger als 4 mm tief sind.
3. 3. Durchführung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Innenleiter (1) aus Kupfer oder Aluminium besteht.
4. 4. Durchführung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß sich im Innenraum des Innenleiterrohres (1) als leicht verdampfende Wärmetransport-Flüssigkeit (6) Wasser oder ;-..r befindet.
5. 5. Durchführung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß nach ihrem Einbau ihre Längsachse mit der Horizontalen einen Winkel von weniger als 900 bildet.
6. 6. Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kühlrippen (3) von einem metallischen Gehäuse (12) mit abgerundeten Kanten umgeben eind.