DE2825584C2

DE2825584C2 - Gekapselte gasisolierte Hochspannungsleitung

Info

Publication number: DE2825584C2
Application number: DE2825584A
Authority: DE
Inventors: Franz Niederhasli Zürich Czech; Georg-Heinz Würenlos Aargau Krieter
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1978-05-24
Filing date: 1978-06-10
Publication date: 1986-05-28
Also published as: DE2825584A1; JPS6156682B2; DE7817513U1; US4280015A; BR7903141A; SU1024021A3; JPS54154091A; HU184609B; CH628468A5

Description

Die Erfindung betrifft eine gekapselte gasisolierte Hochspannungsleitung mit einem auf Erdpotential befindlichen Gehäuse, bei dem außen eine starr mit diesem verbundene Isolierstoffumhüllung angebracht ist, und mit einem in diesem Gehäuse mittels Isolatoren abgestützten elektrischen Leiter.

Mit diesem Oberbegriff himmt die Erfindung auf einen Stand der Technik von gekapselten gasisolierten Hochspannungsleitungen Bezug, wie er in der DE-OS 02 401 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 gasisolierte Hochspannungsleitung der eingangs genannten Art 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.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 im einzelnen angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Durch die Verwendung eines Metallgehäuses als Kapselung wird erreicht, daß die Gasfüllung, z. B. SF6-Gas, nicht mit der als Durchschweißschutz verwendeten Isoüerstoffumhüllung 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, das höhere Kurzschlußleistungen erforderlich werden, kann die Isoüerstoffumhüllung 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.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben.
Es zeigt

F i g. 1 eine gekapselte gasisolierte Hochspannungsleitung in einem Längsschnitt,

Fi g. 2 und 3 Längsschnitte von Gehäusewandungsteilen einer gasisolierten Hochspannungsleitung mit Kunststoffumhüllungen an lichtbogengefährdeten Stellen.

In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

F i g. 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 5, 6 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 Betriebs-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 be-

stehen.

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 ehe Durchschmelzgefahr durch vorbeiströmende, heiße Gase besteht, 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 Persona! gefährden. Eine solche Gefahr besteht insbesondere für nicht tragende Schaltanlagenteile geringer Wandstärke, wobei der Betriebsdruck z. B. bei Verwendung von Schwergasen wie SF6 nur wenig über Atmosphärendruck zu sein braucht. Die Isolationsschicht 7, die aus einem hitzebeständigen, feuerfesten Werkstoff besteht, bietet aufgrund ihres hohen elektrischen 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 F i g. 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, weiche die Durchschweißfestigkeit eines eventuell brennenden Störlichtbogens erhöht. Diese Einlage 8 braucht nicht druckbeständig zu sein. Der Schmelzpunkt des Einlagematerials soll über 1000⁰C liegen.

F i g. 3 zeigt stärker lichtbogengefährdete Bereiche der Metallkapselung 3, d. h. dünnwandige Rohrabschnitte mit kleinerem Rohrdurchmesser, mit einer dickeren, hitze- und druckbeständigen Isolationsschicht 7. Die Umwicklung kann in der Schichtdicke variiert werden, so daß auf besonders gefährdeten Stellen eine Verdikkung 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gekapselte gasisoiierte Hochspannungsleitung mit einem auf Erdpotential befindlichen metallischen Gehäuseteil, bei dem außen eine starr mit diesem verbundene Isolierstoffumhüllung angebracht ist, und mit einem in diesem Gehäuse mittels Isolatoren abgestützten elektrischen Leiter, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse im wesentlichen eine gasdichte Metallkapselung (3, 4) aufweist und daß die Isolierstoffumhüllung (7, 8) wenigstens im Bereich von Gehäusestellen angebracht ist, die durch einen Lichtbogen gefährdet sind.

2. Hochspannungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkapselung (3, 4) aus spiralgeschweißtem Aluminiumband besteht.

3. Hochspannungsleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus eine hitze- und druckbeständigen isolationsschicht (7) besteht

4. Hochspannungsleitung nach Anspruch 3, 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 Glasfaser-Rovings besteht.

5. Hochspannungsleitung nach Anspruch 3, 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 Wikkel 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.