DE2825584A1

DE2825584A1 - Gekapselte gasisolierte hochspannungsleitung

Info

Publication number: DE2825584A1
Application number: DE19782825584
Authority: DE
Inventors: Franz Czech; Georg-Heinz Krieter
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1978-05-24
Filing date: 1978-06-10
Publication date: 1979-11-29
Also published as: CH628468A5; BR7903141A; HU184609B; SU1024021A3; US4280015A; DE7817513U1; JPS6156682B2; DE2825584C2; JPS54154091A

Description

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Gekapselte gasisolierte Hochspannungsleitung

Die Erfindung betrifft eine gekapselte gasisolierte Hochspannungsleitung mit einem auf Erdpotential befindlichen

Gehäuse, bei dem aussen eine starr mit .. _i. .....

diesem verbundene Isolierstoffumhüllung angebracht ist, und mit einem in diesem Gehäuse mittels Spannungsisolatoren abgestützten elektrischen Leiter.

Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik von gekapselten gasisolierten Hochspannungsleitungen Bezug, wie er in der DE-OS 2 202 401 beschrieben ist. Dort besteht die Kapselung der Hochspannungsleitung aus einem Isolierstoff, in den ein metallischer Schirm aus einem Gittergeflecht oder aus einer Folie eingebettet ist. Dieser zur Begrenzung des elektrischen Feldes nach aussen vorgesehene Schirm ist mit Erdleiterschienen galvanisch verbunden, die im Innern der Kapselung angeordnet und mit der Kapselung starr verbunden sind. Diese metallischen Erdleiterschienen sind so bemessen, dass sie einen eventuell auftretenden Lichtbogenstrom über längere Zeit führen bzw. zu einer Sollbrennstelle weiterleiten können, an welcher der Lichtbogen bis zum Abschalten der Hochspannungsleitung stehen bleiben kann.

Eine elektrische Abschirmung, die in die Gehäusewand aus Kunststoff eingebettet werden muss, ist in Bezug auf die Randfeldstärken problematisch und aufwendig in der Herstellung. Die im Innern der Kapselung angebrachten Erdleiterschienen bedingen eine Vergrösserung des Kapseldurchmessers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gekapselte

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gasisolierte Hochspannungsleitung bei Auftreten eines Lichtbogens in lichtbogengefährdeten Bereichen unter Verwendung wirtschaftlich gefertigter Mantelrohre durch einen einfach aufzubringenden und mit geringem Kostenaufwand herzustellenden Durchschmelz- bzw. Durchschweissschutz zu versehen.

Die Aufgabe wird gemäss dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Durch die Verwendung eines Metallgehäuses als Kapselung wird erreicht, dass die Gasfüllung, z.B. SFg-Gas, nicht mit der als Durchschweissschutz verwendeten Isolierstoffumhüllung in Verbindung kommt. Die Isolierstoffumhüllung braucht nicht lunkerfrei zu sein, es kann ein relativ billiges, fertigungsgerechtes Isoliermaterial verwendet werden. Zur Aufwertung von bestehenden Anlagen in bezug auf erhöhte Lichtbogensicherheit bzw. für den Fall, dass höhere Kurzschlussleistungen erforderlich werden, kann die Isolierstoffumhüllung auch nachträglich aufgebracht werden ohne die Anlage zu demontieren oder ausser Betrieb zu nehmen. Gleichzeitig verleiht die Isolierstoffumhüllung der Kapselung eine erhöhte Berstfestigkeit. Die Kapselungsdurchmesser können unabhängig von örtlicher Lichtbogengefährdung optimal dimensioniert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine gekapselte gasisolierte Hochspannungsleitung in einem Längsschnitt,

Fig. 2 und 3 Längsschnitte von Gehäusewandungsteilen einer gasisolierten Hochspannunsleitung mit Kunst stoffumhüi^Hren^wgMehtbogengefährdet en Stellen.

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In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt ausschnittweise einen Teil einer Hochspannungsleitung , in der ein elektrischer Stromleiter 1 durch einen Spannungsisolator bzw. einen Isolierstützer 2 gegenüber geerdeten Metallkapselungen 3 und 4 elektrisch isoliert abgestützt ist. Die Metallkapselung ist aus zylindrischen Rohren zusammengesetzt, die durch Flansche 5j β gasdicht miteinander verbunden sind. Dabei kann zwischen diesen Flanschen oder in nicht dargestellten Ausnehmungen der Flansche ein Isolierstützer 2 gasdicht eingesetzt sein. Die Wandstärken der Metallrohre sind entsprechend dem vorgesehenen Betriebe-Gasdruck, der bis 10 bar betragen kann, ausgelegt. Bei Verwendung von Aluminiumrohren kommen dabei Wandstärken .zwischen 2 mm und 12 mm zur Anwendung;, wobei Aluminiumrohre kleiner Wandstärken vorzugsweise aus spiralgeschweissten Aluminiumband bestehen.

Auf lichtbogengefährdete Bereiche A und B des Metallrohres ist eine hitze- und druckbeständige Isolationsschicht 7 aus einem Kunstharz, insbesondere aus einem Epoxidharz-Glasfasergewebe oder aus Glasfaser-Rovings, die in Kunstharz eingebettet sind, aufgebracht. Duroplaste sind für die Isolationsschicht geeignet, Thermoplaste hingegen nicht, da sie durch die Hitzeentwicklung eines Störlichtbogens 10 flüssig werden. Lichtbogengefährdete Bereiche sind insbesondere Rohrabschnitte mit verringertem Rohrdurchmesser oder mit verringerter Wandstärke oder mit Unstetigkeitsstellen,wie z.B. Leiterdurchführungen, gewinkelte Leiterführungen, oder Bereiche mit starker Krümmung der Leitung und stationäre Brennstellen, sogenannte Lichtbogenschottstellen.wie z.B.

Isolierstützer und dergleichen, die den Lichtbogen, der von der ihn speisenden Stromquelle wegwandert, aufhalten. Zu schützen sind auch solche Gehäusestellen, bei denen eine Durchschmelzgefahr durch vorbeiströmende, heisse Gase

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besteht j insbesondere in Gehäusebereichen zwischen stationären Brennstellen eines Lichtbogens und externen Druckentlastungsstellen. Falls durch Sicherheitseinrichtungen der Anlage die zum Lichtbogen führende Störung nicht schnell genug beseitigt wird, kann

die Metallkapselung durchschmelzen bzw. durchschweissen. Die dann unter Druck austretenden heissen und eventuell giftigen Gase können anwesendes Personal gefährden. Eine solche Gefahr besteht insbesondere für nicht tragende Schaltanlagenteile geringer Wandstärke, wobei der Betriebsdruck z.B. bei Verwendung von Schwergasen wie SF,- nur wenig über Atmosphärendruck zu sein braucht. Die Isolationsschicht 7, die aus einem hitzebeständigen, feuerfesten Werkstoff besteht, bietet aufgrund ihres hohen elektrisehen Widerstandes dem Fusspunkt des Lichtbogens keine Basis und verhindert aufgrund ihrer Druck- und Hitzebeständigkeit einen Gasaustritt bei durchgeschmolzenen Metallrohr. Die Isolationsschicht 7 wird vorteilhaft durch eine kombinierte Flächen-Wickeltechnik unter Anwendung einer Zugvorspannung aufgebracht. Die auf diese Weise erzeugte Bandage sollte mindestens 2 mm dick sein. Stationäre Lichtbogenbereiche 9 in der Nähe von Lichtbogenschottstellen sollten eine Bandage B von mindestens 5 mm Dicke über einen Längsabschnitt des Metallrohres von etwa 400 mm bis 500 mm aufweisen.

Die Fig. 2 zeigt eine hitze- und druckbeständige Isolierschicht 7 auf einer Metallkapselung 3, deren lichtbogengefährdeter, dünnwandiger Rohrabschnitt zusätzlich durch eine zwischen der Isolierschicht 7 und der Metallkapselung 3 angeordnete, hitzebeständige isolierende Zwischenschicht bzw. Einlage 8 z.B. aus Asbest geschützt ist, welche die Durchschweissfestigkeit eines eventuell brennenden Störlichtbogens erhöht. Diese Einlage 8 braucht nicht druckbeständig zu sein. Der Schmelzpunkt des Einlagematerials soll über l000°C liegen.

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Fig. 3 zeigt stärker lichtbogengefährdete Bereiche der Metallkapselung 3, d.h. dünnwandige Rohrabschnitte mit kleinerem Rohrdurchmesser, mit einer dickeren₃ hitze- und druckbeständigen Isolationsschicht 7· Die Umwicklung kann in der Schichtdicke variiert werden, so dass auf besonders gefährdeten Stellen eine Verdickung aufgebracht werden kann. Die Wicklung kann an Lichtbogenfusspunkten bis zu 20 Schichtdicken aufweisen. Sie muss an allen lichtbogengefährdeten Stellen den auftretenden Gasdruck aushalten. Eine Vorspannung der Umwicklung und/oder eine thermische Aushärtung des Harzes erhöht die Berstfestigkeit der Metallkapselung.

Claims

BBC Aktiengesellschaft . *.."" \\ Brown3 Boveri & Cie. . ·· . : 64/78 Baden (Schweiz) Rz/Ca Patentansprüche r\

1.JGekapselte gasisolierte Hochspannungsleitung mit einem auf Erdpotential befindlichen metallischen Gehäuseteil, bei dem aussen 'eine starr mit diesem verbundene Isolierstoff umhüllung angebracht ist, und mit einem in diesem Gehäuse mittels Spannungsisolatoren abgestützten elektrischen Leiter, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse im wesentlichen eine gasdichte Metallkapselung (3, 4) aufweist und dass die Isolierstoff umhüllung (7j 8) wenigstens im Bereich von Gehäusestellen angebracht ist, die durch einen Lichtbogen gefährdet sind, insbesondere an stationären Brennstellen und/oder an Gehäusestellen, die einen verringerten Abstand zum Stromleiter aufweisen und/oder in Leitungsabschnitten mit vergleichsweise starker Krümmung bzw. mit Unstetigkeiten wie gewinkelten LeiterZuführungen und/oder mit vergleichsweise verringerter Wandstärke des Gehäuses.

2. Hochspannungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Metallkapselung (3, 4) aus Aluminium, insbesondere aus spiralgeschweisstem Aluminiumband besteht.

3· Hochspannungsleitung nach den Ansprüchen 1 und 3_S dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung aus eine hitze- und druckbeständigen Isolationsschicht (7) besteht .

4. Hochspannungsleitung nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, dass die hitze- und druckbeständige Isolationsschicht (7) im wesentlichen aus Kunstharz, insbesondere aus einem Epoxidharz mit einer Glasfaserarmierung, insbesondere aus Glasfasergewebe oder aus Glas-

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faser-Rovings besteht.

5. Hochspannungsleitung nach Anspruch 3_S dadurch gekennzeichnet , dass zwischen der hitze- und druckbeständigen Isolationsschicht (7) und der Metallkapselung (3, 4) eine hitzebeständige, isolierende Zwischenschicht (8) angeordnet ist und dass der Schmelzpunkt des Werkstoffes der Zwischenschicht oberhalb 1000⁰C liegt.

6. Hochspannungsleitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (8) aus Asbest besteht.

7. Hochspannungsleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hitze- und druckbeständige Isolationsschicht (7) einen ein- oder mehrschichtigen, unter Zugvorspannung stehenden Wickel aufweist.

8. Hochspannungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierstoffumhüllung (7) an Gehäusestellen angebracht ist, bei denen eine Durchschmelzgefahr durch vorbeiströmende, heisse Gase besteht, insbesondere in Gehäusebereichen zwischen stationären Lichtbogenbrennstellen und externen Druckentlastungsstellen.

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